《新研究揭示气候变化未来将如何影响世界各地的作物种植》

  • 来源专题:农业科技前沿与政策咨询快报
  • 编译者: 梁丽
  • 发布时间:2017-11-28
  • 气候变化在不断地改变我们的星球,人类不得不寻找新的方式来养活日益增长的人口。据估计,未来30年全球人口可能会超过90亿,粮食产量需求随之翻倍,但是气候变化却给大片种植作物的土地带来了威胁。

    为了揭示气候变化对世界各地作物种植带来的影响,研究人员将气候变化模型与土地产量最大值数据相结合,对未来几十年气候变化可能带来的影响进行了预测。预测结果主要体现在以下3方面:

    一、气候变化会给大片种植作物的地区带来威胁

    气候变化的影响会波及世界各地,包括世界上最贫困地区和发达国家;世界范围内有43%的玉米和约1/3的小麦和大米(分别为33%和37%)种植在受气候变化影响严重的地区;撒哈拉以南非洲、美洲南部以及美国东部受灾最为严重;那些高度发达的县区因为作物生产收益率较小,受气候变化影响可能更严重。研究人员指出,如果不能让现有的土地增产,可以通过扩大可利用土地面积的方法来应对气候变化带来的威胁。

    二、气候变化可能会使温带地区粮食生产能力有所增强

    伯明翰大学(University of Birmingham)教授、主任研究员汤姆·皮尤(Tom Pugh)博士表示,对于很多目前用来种植作物的土地来说,气候变化使得土地增产的潜力大大减弱,但是这也给包括俄罗斯中西部以及加拿大中部的温带地区国家带来了福利,在这些国家,相同的时令条件下,种植主要作物的适宜气候范围有所扩大。

    三、气候变化将影响全球生态系统,引发物种迁徙

    美国的自然土地当中,仅有41%相互连通,能够方便野生动物在气候发生变化时根据气候条件进行迁徙,人类的发展很快会对这些迁徙的物种造成威胁。研究人员表示,可以拆掉一些围墙,在主干道上修建供野生动物的通道(高架桥或地下通道),同时改造一些管道和输电线等基础设施的线路,这些措施有助于重建那些被人类发展所割裂的自然区域,提升物种适应气候变暖的能力。

    (编译 梁丽)

相关报告
  • 《研究揭示:青藏高原高寒草地生产力对气候变化并不非常敏感》

    • 来源专题:长江流域资源与环境知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:changjiang
    • 发布时间:2018-04-19
    • 中国科技网·科技日报西宁4月18日电(记者张蕴)4月17日,中国科学院西北高原生物研究所“高寒生态系统与全球变化”学科组在线发表在《美国国家科学院院刊》上的论文揭示,青藏高原高寒草地生产力并不像以前认为的对气候变化极其敏感;更重要的是,高寒草地植物物种多样性在气候变化下生产力维持过程中起着关键作用。如果未来植物多样性丧失,高寒草地对气候变化的缓冲作用降低,就会威胁到生态系统的服务功能。 近50年来,青藏高原经历着两倍于全球平均的升温过程以及显著的降水格局变化。剧烈的气候变化将如何影响高寒草地生态系统的结构和功能?这些问题直接关系着高原5000万只藏系绵羊、1400万头牦牛以及大量野生有蹄类动物的生存与生长,与700万当地牧民的生产与生活紧密联系,一直为国内外研究者们所关注。 为解答这些科学问题,中国科学院西北高原生物研究所“高寒生态系统与全球变化”学科组与北京大学城市与环境学院等单位合作,于2011年在青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站(海北站),建立了大型的“增温-降水改变”控制实验(图1)。通过野外实验,结合海北站连续32年的地面监测、以及青藏高原9个站点实验研究的Meta分析,探讨了气候变化对高寒草地植物群落结构和生产力的影响。 研究发现,尽管过去32年以来海北站气候呈现暖干化的趋势,但草地生产力无显著趋势性变化。与此同时,草地物种组成却发生了明显改变,即深根系的禾草增加、浅根系的莎草减少。这种功能群组成的变化增强了植物群落对深层土壤水分的获取能力,有利于气候变化下生态系统初级生产力的稳定。气候变化控制实验进一步证明,增温和干旱处理有利于光合产物向地下分配,但对总初级生产力无显著影响。 “高寒生态系统与全球变化”学科组长期从事高寒生态系统对全球变化的响应与适应等方面的研究。张振华、张发伟、曹广民、赵新全为论文共同作者,贺金生为论文通讯作者。 责任编辑:滕继濮
  • 《植物所等揭示全球气候变化下葡萄科植物生存策略的转变机制》

    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2024-10-28
    •     在全球气候变化背景下,研究生物多样性的形成与变化动态至关重要。面对变化的环境,植物或迁移至新分布区以维持原有生态位,或原地演化出新性状来适应新环境,或兼顾两种策略。传统的生态位保守性假说认为,物种更倾向于保留祖先生态位,即“迁移”可能比“演化”更容易。有研究认为,“演化”策略在植物响应环境变化过程中同样重要,两种策略可能在多种内外部因素的复杂作用下相互转变。然而,在漫长的地质历史时期,这两种策略的动态转变如何发生及其背后的机制尚不清楚。葡萄科植物现有18属近1,000个物种,主要分布于全球热带和亚热带地区,在形态和生境上均呈现出高度多样性,是研究植物多样化与生存策略转变机制的理想类群。中国科学院植物研究所联合美国史密森研究院国家自然历史博物馆,基于世界范围内的广泛采样,构建了目前取样最全的葡萄科系统发生树。这一葡萄科系统发生树共495种,物种覆盖率达到52%。该研究通过多样化分析,重建物种分布区、生境和性状,结合化石、古地质及古气候的证据,揭示了葡萄科植物在不同地质历史时期的多样化进程和生存策略转变机制。研究显示,现存葡萄科物种的最近共同祖先可追溯至白垩纪晚期,此后由亚洲逐步扩散至全球。渐新世后,崖爬藤属、葡萄瓮属、葡萄属和酸蔹藤属的多样化速率上升,这与上述类群生境变化和适应性状出现的时间相符。研究通过分析各地史时期的扩散事件、生境转变和关键性状演变发现,始新世时期葡萄科物种更多通过“迁移”策略应对气候变化;渐新世采用“迁移”策略的类群下降;中新世后大量新生境的出现促使“演化”策略成为主导。这表明植物在演化过程中并不总是遵循生态位保守原则。因此,研究应谨慎使用相关理论和假设。     该研究将类群关键性状演化、生物地理扩散与环境变化相结合,剖析了葡萄科植物生存策略的转变模式和机制。这对提升关于生物多样性形成与变化动态的认知,预测植物如何响应未来环境变化具有科学价值。