近日，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)作為第一完成單位的研究成果“全球變暖加劇了氣候振蕩引發(fā)的作物減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)”（Global warming increases the risk of crop yield failures driven by climate oscillations）在Cell子刊One Earth（IF5y=18.1）上發(fā)表。農(nóng)學(xué)院智慧農(nóng)業(yè)系李林超老師為論文第一作者，澳大利亞新南威爾士州基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)部王斌研究員、長(zhǎng)安大學(xué)楊貴軍研究員和西北農(nóng)林科技大學(xué)于強(qiáng)研究員為通訊作者。

在全球氣候變暖背景下，極端氣候事件日益頻繁，多個(gè)主要產(chǎn)糧區(qū)遭受減產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)顯著上升。本研究聚焦于氣候振蕩（包括厄爾尼諾-南方濤動(dòng)ENSO、北大西洋振蕩NAO和印度洋偶極子IOD）如何在變暖背景下重新塑造全球作物產(chǎn)量格局以及加劇糧食生產(chǎn)系統(tǒng)的脆弱性。通過(guò)結(jié)合人工智能算法與多模式耦合的全球作物-氣候模擬體系（包括12個(gè)全球作物模型與5個(gè)CMIP6氣候模式），系統(tǒng)評(píng)估了從1901年到2099年氣候振蕩對(duì)全球四大糧食作物（玉米、小麥、水稻和大豆）產(chǎn)量變異的影響，并揭示了這一影響隨溫室氣體排放路徑和氣候情景的動(dòng)態(tài)演變特征（圖1）。

圖1 主要研究思路

研究結(jié)果表明，氣候變暖顯著擴(kuò)大了氣候振蕩對(duì)農(nóng)田的影響范圍，預(yù)計(jì)將有額外5.1%~12%的全球耕地暴露于更強(qiáng)烈的氣候振蕩風(fēng)險(xiǎn)之下。區(qū)域上，21世紀(jì)中，NAO在北半球的影響不斷增強(qiáng)，而ENSO在南半球的主導(dǎo)地位日益凸顯。此外，ENSO與IOD之間的傳統(tǒng)耦合關(guān)系也呈現(xiàn)出弱化趨勢(shì)，兩者在未來(lái)可能對(duì)作物產(chǎn)量表現(xiàn)出更為獨(dú)立的影響路徑。

圖2 主導(dǎo)因子變化

更為關(guān)鍵的是，研究發(fā)現(xiàn)氣候振蕩對(duì)作物產(chǎn)量的影響具有顯著的非對(duì)稱(chēng)性：強(qiáng)負(fù)相位的NAO和厄爾尼諾事件可能導(dǎo)致多地作物減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)同步上升。例如，在美國(guó)、歐洲、南美和東亞等關(guān)鍵農(nóng)業(yè)區(qū)，玉米、小麥和大豆的產(chǎn)量可能下降2.0%~8.4%；而正相位帶來(lái)的產(chǎn)量增益相對(duì)有限，無(wú)法抵消負(fù)相位的損失。這種“增損不對(duì)稱(chēng)”的響應(yīng)特征意味著，未來(lái)糧食供應(yīng)面臨更高的不確定性和系統(tǒng)性沖擊風(fēng)險(xiǎn)。

圖3 氣候變化下歷史和未來(lái)氣候震蕩對(duì)產(chǎn)量影響