2015年1月22日，《自然》（Nature）杂志发表的一篇题为《气候变率能解释全球1/3的作物产量变化》（Climate Variation Explains a Third of Global Crop Yield Variability）的文章显示，气候变化导致每年约2200万吨玉米、300万吨水稻、900万吨小麦和200万吨大豆的产量波动，相当于每年3600万公吨的食品当量，在全球年度玉米、水稻、小麦和大豆的总产量中的占比为32%-39%。该研究的空间评估结果显示，不同地区、不同国家气候变化对作物产量的影响截然不同，主要受温度、降水及其相互作用的影响。
美国明尼苏达大学的研究人员基于世界各地13500个政治单元的玉米、水稻、小麦和大豆生产数据、降水数据和温度数据，分析了1979-2008年期间气候变率对全球玉米、水稻、小麦和大豆作物产量的影响，研究结果表明，过去30年，全球平均每公顷玉米产量的变化约为0.9吨/年，相当于全球平均每公顷玉米产量（40吨/年）的22%，其中，玉米核心产区的玉米产量的变化系数最高；全球平均每公顷水稻产量变化约为0.5吨/年，水稻高产区产量的变化系数高于稻米次要产区；全球平均每公顷小麦产量的变化为0.4吨/年，其中，某些小麦产区的产量变化系数较高；世界大豆高产区的大豆产量变化系数最低。该研究发现，约70%的玉米、53%的水稻、79%的小麦和67%的大豆收割地区的作物产量确实受到了气候变化的影响。气候变化可以解释每年32%-39%的玉米、水稻、小麦和大豆的产量变化，其中气候变化对水稻产量变化解释能力最小。该研究的空间评估结果显示，不同空间尺度上气候变化对作物产量的解释能力差异较大，主要结论如下：
（1）不同空间尺度上气候变率对玉米产量变化的解释能力。在占全球总产量75%的玉米主产区中，年际气候变率解释了大约41%的玉米总产量变化。美国、法国和意大利41%-49%的玉米产量变化可以通过气候变化来解释，而南非则为50%，阿根廷和中国分别为32%和44%。极端温度变化是美国和加拿大中西部玉米产量变化的主要影响因素。
（2）不同空间尺度上气候变率对水稻产量变化的解释能力。年度气候变率解释了全球约32%的水稻产量变化，其中降水变化是南亚的水稻产量变化的主要影响因素，而东南亚和东亚的水稻产量变化主要受温度变化的影响。其中，气候变率能解释79%的日本水稻产量变化，而韩国为47%，并且气候变率能解释印度、中国、印度尼西亚、泰国、巴西、柬埔寨、秘鲁和西班牙25%-38%的水稻产量变化。
（3）不同空间尺度上气候变率对小麦产量变化的解释能力。气候变率能解释小麦高产地区36%的产量变化。气候变化对美国、加拿大、英国、土耳其、澳大利亚和阿根廷小麦产量变化的解释能力为34%-45%，对英国、法国、德国、西班牙和意大利小麦产量变化的解释能力为31%-51%，对澳大利亚小麦产量变化的解释能力约为43%，对东欧和前苏联各共和国，如俄罗斯、乌克兰、哈萨克斯坦和匈牙利小麦产量变化的解释能力为23%-66%。这些地区温度变化对小麦产量的变化至关重要。气候变化对印度和中国小麦产量变化的解释能力分别为32%和31%，其中，中国降水能解释大部分的产量变化，而印度的气温和降水变化对于小麦产量变化同样重要。平均而言，气候变化解释了全球约35%的小麦产量变化。
（4）不同空间尺度上气候变率对大豆产量变化的解释能力。美国、巴西和阿根廷的大豆产量约占世界大豆总产量的50%，这三个国家的大豆种植面积在全球大豆种植总面积中的占比为42%。该研究的分析结果表明，气候变化对阿根廷大豆产量的影响最为显著，其次是美国，气候变化能解释美国约36%的大豆产量变化。气候变化能解释巴西、印度和中国26%-34%的大豆产量变化。
研究还表明，不同地区之间的气候变率和产量波动之间存在一定的联系，主要受温度、降水及其相互作用的影响。在农作物高产地区，气候变化能解释了更多的产量变化，在中低产地区气候变化对作物产量变化的解释能力较差。亚洲和非洲部分地区的气候变化和产量变化之间的相关性不大。研究结果有助于确定当前及未来可能受气候变化影响的粮食不安全热点区，从而在稳定农民收入、保证食品供应、改善世界各地粮食系统的稳定性、加强粮食安全、应对全球变暖等方面为决策者提供有价值的基础信息。
原文来源：http://www.nature.com/ncomms/2015/150122/ncomms6989/full/ncomms6989.html
原文题目：Climate Variation Explains a Third of Global Crop Yield Variability