我科學家揭示極端降水對水稻產量影響與機製
本報北京5月13日電(記者晉浩天) jiduanjiangshuiduishuidaochanliangyouheyingxiang?yingxiangduoda?beijingdaxuechengshiyuhuanjingxueyuanzhoufenghewangxuhuiketizuzuixinyanjiujieshilejiduanjiangshuiduishuidaochanliangyingxiangyujizhi。zhexiangyanjiuchengguoyichangwenxingshiriqianfabiaoyuguojixueshuqikan《自然·食物》。該期刊同時配發了哈佛大學喬納森·普羅克特博士的評述文章,他認為該成果為極端氣候事件對糧食安全的影響研究提供了新範式和新證據。
“頻(pin)繁(fan)發(fa)生(sheng)的(de)極(ji)端(duan)氣(qi)候(hou)事(shi)件(jian)對(dui)全(quan)球(qiu)糧(liang)食(shi)安(an)全(quan)產(chan)生(sheng)重(zhong)大(da)影(ying)響(xiang),因(yin)此(ci),準(zhun)確(que)理(li)解(jie)極(ji)端(duan)氣(qi)候(hou)事(shi)件(jian)對(dui)作(zuo)物(wu)產(chan)量(liang)影(ying)響(xiang)是(shi)全(quan)球(qiu)變(bian)化(hua)研(yan)究(jiu)關(guan)注(zhu)的(de)重(zhong)大(da)科(ke)學(xue)問(wen)題(ti)。以(yi)往(wang)大(da)家(jia)的(de)研(yan)究(jiu)普(pu)遍(bian)關(guan)注(zhu)高(gao)溫(wen)、幹旱和低溫造成農作物減產,但對極端降水影響及其機製的認識十分有限。”周(zhou)豐(feng)介(jie)紹(shao),研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)綜(zong)合(he)采(cai)用(yong)多(duo)尺(chi)度(du)手(shou)段(duan),揭(jie)示(shi)了(le)極(ji)端(duan)降(jiang)水(shui)造(zao)成(cheng)水(shui)稻(dao)減(jian)產(chan)的(de)生(sheng)物(wu)物(wu)理(li)和(he)生(sheng)物(wu)化(hua)學(xue)機(ji)製(zhi),量(liang)化(hua)了(le)過(guo)去(qu)和(he)未(wei)來(lai)極(ji)端(duan)降(jiang)水(shui)對(dui)我(wo)國(guo)水(shui)稻(dao)單(dan)產(chan)的(de)影(ying)響(xiang)規(gui)律(lv)。
針對聯網觀測難以區分極端降水影響的難點,研究團隊提出了一種新的窗口搜索策略方法:針對每一個農業氣象站的水稻產量時序數據,搜索發生特定事件的“處理年”和未發生特定災害但其他災害一致的“對照年”,計算處理和對照的產量相對變化。“結果發現,極端降水造成水稻產量下降7.6%左右,與極端高溫相當,強於其他類型的極端氣候事件,如極端低溫、極端幹旱、颶風等。”王旭輝說。
為揭示極端降水造成水稻減產的機製,研究團隊於2018—2019年在荊州農業氣象試驗站開展了64場降水控製試驗。結果表明,極端降水主要通過改變每穗飽滿的籽粒數和有效穗數而造成水稻減產;zhezhongyingxiangjuyoushengyuqiyilaixing,jiyingyangshengchangqidejiduanjiangshuizhuyaojiangdiyouxiaosuishu,shengzhishengchangqidejiduanjiangshuizhuyaojiangdibaomandezilishu。tongshi,yanjiutuanduiyu2021niankaizhanleliangleibuchongshiyan,zhengshileshengzhishengchangqijiangshuiqiangdujiangdidinglishoujingeryingxiangbaomandezilishu,yijiyingyangshengchangqijiangshuiliangzengjiadaotiandansunshihejianshaoyepiandanxishoueryingxiangyouxiaosuishushizuiguanjiandelianggeyingxiangjizhi。
研究團隊將上述兩個機製引入陸麵過程模型,並基於改進後的模型模擬發現,過去20年極端降水造成我國水稻年均減產8.1%左右;到本世紀末,極端降水將在氣候變暖、二氧化碳濃度上升影響的基礎上,額外造成水稻減產7.6%左右,減產區域集中在我國東北和東南沿海地區,是水稻應對極端降水的關鍵區。
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