干旱加剧预示未来中西部作物产量下降

根据今天发表在该杂志上的一项研究，美国中西部玉米带日益严重的干旱可能会在未来半个世纪严重影响玉米和大豆的产量科学．

根据这篇论文的估计，玉米产量可能会下降15%到30%;大豆产量损失不会那么严重。

北卡罗莱纳州立大学农业与资源经济学副教授罗德里克·瑞杰西说科学他说，玉米和大豆产量对干旱的敏感性越来越高，在1995年至2012年的研究期间，爱荷华州、伊利诺伊州和印第安纳州的产量在干旱条件下不断下降。

Rejesus说:“在恶劣的环境下，产量增加的幅度越来越小。“在作物生长条件良好的情况下，多年来作物的农艺和基因改良有很大帮助，但在干旱等生长条件较差的情况下，收效甚微。”

美国玉米和大豆分别占全球产量的约40%和35%，这对世界粮食供应至关重要。

利用18年的田间数据，研究人员指出了蒸汽压不足(VPD)对玉米和大豆产量的影响。VPD包括温度和湿度测量;这个变量两端的极端值表示干旱或作物用水过多。类似于棒球棒上的甜点点，最佳VPD状态是在其中间范围内的值。

该论文中模拟的29个气候估计表明，VPD将在未来40年显著上升，带来更严重的干旱条件。

研究人员使用帕尔默干旱严重指数(Palmer Drought Severity Index)进行了相同的测试，并报告了类似的结果。帕尔默干旱严重指数是另一种广泛使用的测量全国温度和湿度的指标。他们还对包括南达科他州、内布拉斯加州和堪萨斯州在内的玉米带各州进行了同样的测试。这些测试证实了在爱荷华州、伊利诺伊州和印第安纳州发现的结果。

Rejesus补充说，作物密度可能是造成这个问题的原因之一。他说，当植物靠得更近时，恶劣的环境更容易影响更多的植物。在这项研究中进行的作物模拟支持了这一观点。

Rejesus说，研究更多的抗旱种子或其他对抗干旱敏感性的方法是必要的，因为这些发现对整个食物链都有很强的影响。

他说:“这对农民有许多风险管理的启示。”“80%的农民已经购买了作物保险，他们应该购买更高水平的作物保险吗?如果有的话，应该为农民建立什么样的安全网?当玉米产量下降时，肉类价格会怎样?在这个问题上有很多权衡。”

这篇论文的主要作者是斯坦福大学的大卫·罗贝尔。这项研究由美国国家科学基金会和美国国家海洋和大气管理局资助。

- kulikowski

编辑报告:论文摘要如下。

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作者斯坦福大学David Lobell;夏威夷大学马诺亚分校(University of Hawaii at Manoa)的迈克尔·罗伯茨(Michael Roberts);Wolfram Schlenker，哥伦比亚大学;北卡罗莱纳州立大学的Noah Braun和Roderick Rejesus;塔尔顿州立大学的伯蒂斯·利特尔;格雷姆·哈默，昆士兰大学

发表时间:2014年5月2日科学

DOI: 10.1026 / science.1251423

摘要:适应气候变化的一个关键问题是，现有的种植制度是否会对气候变化变得不那么敏感。我们使用1995年至2012年美国中部玉米和大豆产量的田间数据集来检验干旱敏感性的变化。尽管两种作物在所有胁迫水平下的产量绝对值都有所增加，但玉米产量对与高蒸汽压亏缺相关的干旱胁迫的敏感性有所增加。尽管改良了品种，增加了二氧化碳含量，但敏感性仍有所提高，这反映了较高播种密度的农艺趋势。结果表明，在田间尺度上，农艺变化倾向于将植株抗旱性的提高转化为更高的平均产量，而不是降低产量的干旱敏感性。