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为应对粮食需求挑战,来自多单位研究人员评估中国不同水稻种植系统产量差距等,发现多因素影响显著,为政策制定提供依据。
全球人口预计到 2050 年将超过 97 亿,这给满足未来粮食需求带来了巨大挑战。与此同时,气候变化以及愈发频繁的极端天气事件,威胁着全球粮食产量和年产量的稳定性。水稻(Oryza sativa L.)是近一半全球人口的主食,在中国,水稻产量约占世界总产量的 28%,对全球粮食供应有着重要影响。
然而,中国的水稻生产面临着诸多挑战,包括气候变化、水稻种植面积减少、农艺措施不合理以及水资源短缺等。这些因素共同导致了过去几十年中国水稻生产力增长放缓。而且,南方地区双季稻种植系统被单季稻系统广泛取代(即水稻 “双改单” 现象),对中国的水稻自给自足产生了不利影响。因此,量化不同水稻种植系统的产量差距和产量稳定性及其影响因素,对于优化水稻管理政策和实现可持续粮食安全至关重要。
本研究定义了三种产量差距:实际产量与目标产量之间的差距、目标产量与潜在产量之间的差距以及实际产量与潜在产量之间的差距。研究人员运用多模型集成方法,整合了 CERES - Rice、ORYZA v3 和 RiceGrow 模型,评估了 1981 年至 2020 年中国不同水稻种植系统的产量差距、水稻总产量差距和产量稳定性。
研究发现,单季稻的产量差距和产量的时间变异性最大,双季稻中晚稻次之,早稻最小。中国约 68% 的水稻种植区产量不稳定,尤其是在产量差距较大的地区。气候因素降低了产量稳定性,而有益的管理措施、品种选择和社会经济因素则有助于缩小产量差距并稳定产量。
此外,研究还对基于产量水平、产量差距和稳定性划分的八种水稻区域的分布进行了调查,并量化了气候、土壤、管理、品种和社会经济等不同因素对产量差距和产量稳定性的影响,确定了不同分区的影响因素。这些研究结果为制定政策和提高产量的科学目标提供了定量依据,有望加强中国乃至更广泛地区的粮食安全。