气候变化对作物生产潜力的影响研究进展

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1、气候变化对作物生产潜力的影响研究进展张耀耀，刘建刚，杨萌，褚庆全（中国农业大学农学与生物技术学院，北京100193）摘要：作物生产潜力的研究对提高作物产量、评价地区粮食的生产能力和人口承载能力，以及为合理进行农业生产规划提供依据。气候变化（包括温度、降水、日照时数等）和极端天气（如干旱、洪涝和暴风雨等）已经对农业产生了深刻的影响。综述了目前国内外气候变化对作物生产潜力的影响的研究方法，以及气候变化对中国小麦、水稻、玉米等主要粮食作物的生产潜力的影响，分析了目前研究中存在的问题与展望，以期为提高中国主要粮食作物的生产潜力和适应气候变化提供理论依据。.jyqkmaryoftheEffectsof

2、ClimateChangeonCropProductionPotentialZhangYaoyao,LiuJiangang,YangMeng,ChuQingquan(CollegeofAgronomyandBiotechnology,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100193,China)Abstract:Thestudyofthecropproductionpotentialcanprovidethebasisforincreasingcropyields,evaluatingfoodproductioncapacityandpopulationca

3、rryingcapacityoftheregion,asatechange(includingtemperature,precipitation,andsunshinehours)andextremesetc.)hasexertedaprofoundimpactonagriculture.Thisarticlesummarizedtheresearchmethodsofclimatechangeoncropproductionpotentialdomesticandforeign,andtheeffectsofclimatechangeonChina’smajorgraincrop(aize

4、)potentialproduction,andanalyzedtheexistingproblemsandprospectinthepresentstudies,aimingatprovidingatheoreticalbasistoclimatechangeadaptationandcropproductionpotentialboost.Keying;Methods;Effects0引言气候变化已经成为全球公认的环境问题，气候变化及其对经济、环境和社会发展的影响是当前人类面临的严峻挑战，尤其是近10多年来全球范围的气候异常给许多国家的粮食生产、资源和环境带来了深刻影响[1-2]。农业对

5、天气和气候变化是非常敏感的，包括温度、降水、光照和极端天气（如干旱、洪涝和暴风雨等）。有研究表明，温度增加扩大了作物生长区域范围[3]、延长了作物生长季[4]、缩短了作物生育期[5-6]、调整了种植结构和作物种植熟制[7]。但不同地区作物对气候变化的响应是不同的，如冬小麦生长季内增温1℃，其生育期在欧洲延长约10天；在日本中部延长约8天[8]，而在中国华北地区缩短约4天[5]。全球气候变暖背景下，中国东北地区水稻种植面积明显增加，玉米的早熟品种将逐渐被中、晚熟品种取代；西北地区负积温减少，喜温作物的种植面积扩大，越冬作物种植界限北移西扩；华北地区喜温作物生育期延长，种植区域逐渐扩大[9]。这

6、些变化为作物种植结构调整提供了机遇，可能提高单位面积作物生产能力、增加农作物种植面积的潜力[10]，但会使原有作物发育进程加快，生育期缩短，光合作用受阻，呼吸消耗加大，导致主要粮食作物产量下降[11]。因此，气候变化对不同地区作物生产潜力的影响不同，即使在同一地区气候变化对不同作物的生产潜力影响差异也很大。光、热、水资源的变化会直接影响作物的生产潜力，理论上作物生产潜力与温度、日照时数呈正相关；与降水关系复杂，在缺水地区呈正相关，在水分充足地区降水过多可能会引起负作用。因此在诸多气候变化产生的不利影响中，其对农业的影响被认为是最重要的[12]，尤其是在那些以农业为根本、高度依赖农业的发展中国

7、家[13]。国内外许多专家学者研究和探讨了气候变化对作物生育期、产量和粮食安全的影响[14-15]，也有学者分析了作物生产潜力时空间变异评价以及气候变化对作物生产潜力、产量差的影响[16]，但关于气候变化对作物生产潜力影响的综述还较少。气候变化通过改变作物生长发育进程中光、温、水的匹配状况，对农作物的生产潜力将会产生巨大影响。因此，整理前人的研究方法和成果，综述气候变化对中国主要粮食作物生产潜力的影响，以及研