对作物产量的影响
政府间气候变化专门委员会(IPCC, 2007)的结论是，“在中期高纬度地区适度变暖有利于作物和牧草产量，但即使轻微变暖也会降低季节性干旱和低纬度地区的产量(中等置信度)”。用政府间气候变化专门委员会的语言来说，温和变暖的范围是1-3°C。小农和自给农民、牧民和手工渔民将遭受气候变化复杂的局部影响(高信度)。raybet雷竞技最新预计粮食和林业贸易将增加，以应对气候变化，大多数发展中国家对粮食进口的依赖将增加(中低信度)。雷竞技手机版appraybet雷竞技最新该报告进一步得出结论，升温超过2-3°C可能导致所有地区的产量下降。这一分析基于69项研究的综合，与第三次评估报告中使用的少数研究相比有了巨大改进(IPCC, 2001年)。但即使自IPCC FAR(2007)以来，仍有大量研究考察气候变化的影响raybet雷竞技最新气候变化对作物生产的影响还有产量，包括全球多作物研究，以及对单一作物的区域和国家研究。本章总结了IPCC的研究结果，并对2006年至2009年的影响研究进行了更详细的分析。
不同的研究得出了相当一致的图像，显示了气候变化的潜在影响(Rosenzweig et al.， 1995;raybet雷竞技最新Parry等人，1999;Fischer等人，2002;希茨和史密斯，2004年;罗贝尔等人，2008)。这些都显示出不利影响急剧增加的趋势，特别是在热带地区的粮食不安全地区，这可能会增加这些地区粮食不安全的程度，特别是考虑到这些地区中的大多数地区的适应能力最低。发展中国家的粮食产量预计将下降;雷竞技手机版app然而，在发达国家可能发生相反的情况(Crosson, 1997;雷竞技手机版app费舍尔等人，2001;联合国政府间气候变化专门委员会,2007)。 Geographies of changes may influence yield responses: in high latitudes (where most of the developed countries are located), increased temperatures could increase the duration of growing seasons, thus benefiting farmers. However, in developing countries, which are mostly located in the tropics, this effect would not be observed. Investment capacity within the different agricultural sectors needs to be considered if yield losses are to be offset (Crosson, 1997). Moreover, yield reductions will certainly result in increases in prices of agricultural goods (Rosenzweig and Parry, 1994), and this impact will be greater for food insecure regions.
由于不同的原因，理解结果是一个挑战GCM模式在不同排放情景和不同时间框架(2030年至2100年)下使用，最重要的是，通过不同的作物建模方法使用。我们将本节分为三种广泛的建模方法来报告气候变化对农业生产的可能影响:基于经验的研究，机械作物建模方法和基于生态位的方法。raybet雷竞技最新罗贝尔和伯克还对气候变化对农业生产的影响作了进一步的讨论(本卷第3章)。raybet雷竞技最新
实证的方法
通过国家和次国家生产数据库，结合过去的气候趋势，评估气候变化对作物生产影响的经验方法将过去作为未raybet雷竞技最新来的关键。一些研究还利用了多点试验数据。本节中总结的研究只是使用实证方法的研究的一小部分，但这里是为了说明这种方法。Lobell等人(2008)对气候变化对一系列作物的可能影响进行了全球分析，使用过去的生产数据来建立气候条件和农业生产之间的回归关系。raybet雷竞技最新结合18个GCM对2030年A2A情景(A2子情景)的预测，他们预测平均产量将显著下降，但不同作物和不同地区的影响存在显著差异。他们强调南亚的小麦、东南亚的水稻和南部非洲的玉米是特别值得关注的作物地区。Schlenker和Roberts(2006)利用美国的历史农业生产数据确定，气候变化导致的气温上升可能会影响美国的玉米和大豆生长环境，但当气温高于29°C，降水高于790毫米或低于640毫米时，可能会观察到负面影响。raybet雷竞技最新对于棉花(一种更耐热的作物)，温度阈值可达33°C。Schlenker和
Roberts还得出结论，美国目前的玉米品种对变化条件的抵抗力较低(即适应潜力较低)，必须开发技术方案以维持生产。如果遵循B1情景，到2030年美国玉米产量可能会下降29%，到2080年可能会下降46%，温度变化比降水变化更重要，北部地区将受益于温度升高。大豆和棉花产量也将受到影响，到2030年代大豆产量将减少16-21%，到2080年代大豆产量将减少33-72%，到2030年代棉花产量将减少18-19%，到2080年代棉花产量将减少25-78%。
机械作物建模方法
这些方法利用机械作物模型，如计算机模型农业技术转让决策支持系统(dssat)、侵蚀生产力影响计算器(epic)或一般大面积模型(glam)等，来研究全球变化情景下作物生产力的变化。这些模型可用于具有明确生理知识的作物。这些方法的好处之一是，除了管理实践之外，还可以将特定品种的遗传参数纳入情景分析。这为评估影响和评估适应气候变化的具体情景提供了更详细的信息。raybet雷竞技最新然而，机械作物模型的高度参数化使得它们在全球层面的应用相当复杂(Hansen和Jones, 2000)，并且需要对农场管理和品种选择进行一些一般性假设。Challinor等人(2009)详细回顾了围绕使用机械模拟模型来预测作物对气候变化的反应的方法学问题。raybet雷竞技最新
Brown和Rosenberg(1999)使用史诗模型表明，如果气温仅上升1°C(很可能发生在本世纪20年代)，美国的小麦和玉米产量不太可能降低其潜在产量超过10%。他们预测，当温度升高超过2.5°C(可能在本世纪50年代)时，这两种作物的产量都将急剧下降，当温度升高到5°C(即21世纪末)时，产量损失开始变得严重，从13%下降到75%。对于非洲和拉丁美洲的玉米，Jones和Thornton(2003)预测到2055年产量将减少10%，但这两个大陆的玉米产量在空间上有相当大的变化，呈现出区域增减的马赛克模式。类似地，Erda etal。(2005)预测中国水稻、小麦和玉米产量将减少37%。Aggarwal(2008)表明，即使经过考虑，每升高1°C，印度可能损失400 - 500万吨小麦(占小麦总产量的5-7%)碳施肥但是没有适应的好处。Challinor等人(2007)使用一年生作物的glam模型预测印度的花生产量可能会下降70%，但表明这取决于基因型反应和面对适应的管理实践以及水的可用性(即降雨量的变化)。极端温度是一年生作物产量的一个重要决定因素，特别是在印度北部和南部的部分地区。然而，平均温度变化及其对发育速率的影响可能比一年中某些时期极端温度事件产生的热应激更相关，但这取决于不同基因型的反应。因此，基因型适应对于在脆弱环境中充分应对气候变化非常重要，因为就产量损失而言，大多数反应既取决于地理位置，也取决于基因型反应。raybet雷竞技最新Challinor等人还报告说，即使超过了最佳温度，生育期持续时间的增加也可以减轻甚至抵消超过生殖温度阈值对产量的负面影响;然而，也应该有足够的水来供应作物延长的生长季节。当极端事件变得更加频繁和强烈时，基因型的敏感性可能是一个关键决定因素，这也影响作物产量的年际变化(Challinor和Wheeler, 2008)。
气候变化对产量的影响是raybet雷竞技最新由作物对平均温度和平均温度变化的反应，作物对二氧化碳浓度增加的生理反应，以及两者之间的相互作用驱动的水的压力和CO2，以及不同变量之间的相互作用及其各自的变化和随作物的变化率(Challinor et al.， 2009)。然而，尽管目前的机制模型尚未被广泛接受，也尚未被证明能够准确地模拟当前作物对环境条件的响应，但对气候变化下产量响应的评估已经得到了相当多的关注。raybet雷竞技最新
Niche-based方法
基于生态位的方法(也称为农业生态区划方法)通常对作物适应采取更简单的观点，在生理知识较少的情况下，尤其适用于研究气候变化对作物的影响，例如许多次要作物的情况。raybet雷竞技最新基于生态位的模型使用作物适应的广泛气候参数，并通过结合GCM预测来定位当前条件下和未来的这些“生态位”。两项研究采用了这种方法来研究气候变化对一系列作物的全球范围影响。raybet雷竞技最新Fischer等人(2001,2002,2005)使用全球农业生态评估，将全球四分之三以上的土地表面描述为不适合雨养作物种植，遭受严重限制或太冷(13%)、太干(27%)、太陡(12%)或土壤贫瘠(40%)。它们表明，在气候变化下，将观察到对作物生产raybet雷竞技最新的混合和地理上不同的影响。发达国家大大提高了生雷竞技手机版app产潜力，而许多发展中国家则失去了生产潜力。然而，在全球层面上，如果采用可持续管理和充足的投入，现有耕地可以生产足够的粮食(Fischer等，2002)。
然而，要实现这一目标，许多发展中国家的社会经济状况需要大幅改善，才能获得投入和技术(Fischer et al.， 2002)。雷竞技手机版appLane和Jarvis(2007)对41种重要作物使用了Ecocrop模型，并使用HADCM3 GCM和A2A SRES排放情景展示了农业地理可能发生的变化。预测表明，到2050年，总体农业适宜性略有增加，但对某些作物产生了重大的区域影响。这项研究表明，品种和/或作物替代可能是适应农业的关键战略。对于一个特定的地点，目前适应条件的作物很可能会变得不适应，因此需要新的作物内部多样性来适应未来的条件，在极端条件下，将需要不同的和适应良好的作物。
关于气候变化影响的研究清单很长，本节只是对三种raybet雷竞技最新不同方法的研究进行了简要介绍。所有这些研究的主要信息是，在量化气候变化对作物生产力的可能影响方面仍然存在相当大的不确定性raybet雷竞技最新方法论的方法都被使用了，结果往往是相互矛盾的。需要在综合结果、处理模式差异和采取更全面的方法评估影响方面进行进一步研究。
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