中科院揭示未来东北地区玉米、水稻产量变化及其不确定性

东北是中国重要的商品粮基地。但是在全球变暖背景下，东北地区气候变化剧烈，导致粮食单产波动很大。因此，基于未来气候变化对该区产量进行评估对于保证粮食安全具有重要的意义。先前针对中国区域的大部分研究，主要是应用作物机理模型对粮食产量进行预估，且基本上没有考虑其变化的不确定性。

中国科学院大气物理研究所周梦子、王会军分别以夏季昼夜温差和夜间低温为预报因子建立了玉米和水稻产量的一元线性统计模型。从CMIP5中挑选出具有较好模拟能力的14个气候模型预估东北地区未来气候，结果表明，夏季夜间低温有显著的增加趋势，而昼夜温差在未来变化并不显著。基于以上气候变化，结合统计模型，未来三个时期(2010-39, 2040-69, 2070-99)，玉米产量相对历史时期(1976-2005)分别增加2.92%、3.11%、2.63%。当同时考虑气候模型和作物模型的不确定性，其变化的95%置信区间分别为：(-3.50%, 24%)、(-11.74%, 19.60%)、(-5.14%, 13.76%)。水稻受气候变暖更为显著，分别增长7.19%、12.39%、14.83%, 其95%置信区间分别为(1.37%, 14.29%)、(3.54%, 25.29%)、(3.11%, 30.77%)，并未过零点。研究表明，兼顾气候变化和作物模型两个不确定性来源时，产量变化的不确定性显著增大。未来还需要更多的研究以便明确量化气候对产量的影响。

图：2040-69年代东北地区当只考虑气候变化(左)、只考虑作物模型(中)以及同时考虑两种不确定性来源(右)时，玉米(a)、水稻(b)产量变化的盒须图。

作者：浮游