中国科学院研究团队：气候变暖加剧西藏自治区谷类作物单产的减产效应 | Engineering

中国青藏高原作为地球的第三极，是世界上海拔最高、面积最大的高山地区，也是气候变化的热点区域之一。从该区域观测到的气候变暖速度是全球气候变暖速度平均水平（每10年0.25~0.27 ℃）的两倍。由于青藏高原暴露在高强度太阳辐射下，使得该地区有别于其他气候类似寒冷的高纬度地区。西藏自治区（TAR）拥有300多万人口，其中一半人口以农业为生。西藏自治区的种植体系也很独特。藏族人民的传统主食是青稞，是唯一能生长在海拔4000 m以上的谷类作物，占中国西藏自治区农作物种植面积的60%左右、谷物产量的70%左右。青稞的种植和生产也孕育了独特的藏族文化。在过去30年中，西藏自治区谷类作物产量和人口数量同步增长，使粮食供需水平急剧升高。近10年来，由于产量增长趋于平稳，导致供需平衡收紧，同时，越来越多的证据表明全球变暖对农作物产量产生了广泛的不利影响。这一切均在提醒人们关注气候变化对西藏自治区谷类农作物产量的影响。然而，由于缺乏气候快速变暖对西藏自治区谷类作物影响的相关证据，难以认识西藏自治区谷类作物产量对变暖气候的响应特征。

中国科学院朴世龙研究团队在中国工程院院刊《Engineering》2022年7 月 刊 发表了题目为《气候变暖加剧西藏自治区谷类作物单产的减产效应》的研究性文章，基于1985—2015年西藏自治区农业统计数据，解析了气候变暖对西藏自治区谷类作物单产的影响。文章发现，在20世纪80年代和90年代，气候变暖对西藏自治区谷类作物单产的影响并不显著（ P > 0.10）；但21世纪以来，气候变暖显著降低了西藏自治区谷类作物单产（ P < 0.05）。同时，西藏自治区谷类作物单产变化对气候变暖的敏感度几乎加倍：从(−0.13 ± 0.20) t·ha ⁻¹ ·℃ ⁻¹ 增至(−0.22 ± 0.14)  t·ha ⁻¹ ·℃ ⁻¹ ，表明气候变暖导致西藏自治区谷类作物生产更加脆弱。不仅如此，随着气温继续升高，当全球平均气温升幅比工业革命前高1.5 ℃和2 ℃时，西藏自治区谷类作物单产对气候变暖的敏感度将比当前再增强1~2倍，分别达到(−0.33 ± 0.10) t·ha ⁻¹ ·℃ ⁻¹ 和(−0.51 ± 0.18) t·ha ⁻¹ ·℃ ⁻¹ 。文章指出，应对全球变化、实现农业可持续发展是当前西藏自治区社会发展面临的重大挑战。

文章利用一阶差分法进行去趋势化获得的数据，分析了过去30年年产量（∆ Y ）、生长季气温（∆GST）、降水量（∆GSP）和入射太阳辐射（∆GSR）的年际变化特征。1985—2015年期间，产量的重大变化与气温之间呈强反相关系。相关分析表明，当控制∆GSP和∆GSR时，∆ Y 与∆GST（R _{Y ‒GST} ）呈显著负相关[R _{Y ‒GST} = −0.37, P  = 0.05]。平均而言，气温异常升高1 ℃会导致0.11 t·ha ⁻¹ 的产量损失。另一方面，∆ Y 似乎也与∆GSP和∆GSR相关，不过在偏相关分析中，当控制其他气候因素后这些相关性消失了[ P > 0.05]。文章表明，在西藏自治区谷类作物产量变化的驱动因素方面，∆GST比∆GSP和∆GSR更重要。这是合理的，因为西藏自治区的农田暴露在充足的太阳辐射下，并且灌溉管理已普及。

文章发现在过去的30年中，西藏自治区气温变化对作物产量具有不利影响。产量对GST的表观敏感度大约增加了一倍。这一结果与之前关于气温变化对美国玉米产量的影响减弱的研究结论相反，并暗示，至少在西藏自治区，降水量或大气二氧化碳浓度增加可能不会减缓变暖的不利影响。此外，文章还质疑了在预测气温变化对未来作物产量的影响时经常做出的关于作物产量对温度的敏感性恒定的假设。当前部分文献主要关注“四大”作物，而文章的结果则针对对生物学和文化层面均具有独特性的一种作物体系提供了新见解。尽管理解西藏自治区这一独特作物体系对气候变化的响应特征仍然存在很大的不确定性——特别是与过程建模和其他方法相比——但其为作物模型预测提供了额外的证据链条。最后，文章强调了进行进一步实验和建模工作的紧迫性，以保障区域/全球粮食安全和世界第三极区域人民生活方式的延续。

以上内容来自：Tsechoe Dorji, Shilong Piao, Xuhui Wang, Chuang Zhao, Baohua Liu, Anping Chen, Shiping Wang, Tao Wang. Emerging Negative Warming Impacts on Tibetan Crop Yield [J]. Engineering, 2022, 14(7): 163‒168.