气候变化对玉米产量的影响与应对策略

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在全球气候变化的背景下，如何找到适应未来气候的玉米品种成为了一个至关重要的问题。玉米作为全球最重要的作物之一，其产量直接关系到全球粮食安全。然而，气候变化对玉米产量的影响是显而易见的。华盛顿大学（2024USNews美国大学排名：40）的研究结合气候预测和植物模型，确定了在2050年和2100年美国不同气候条件下，哪些玉米特性组合最适合。研究发现，未来气候将更温暖、空气更干燥、二氧化碳浓度更高，这些变化综合起来会导致玉米产量下降。尽管二氧化碳增加有助于光合作用，但不足以抵消高温和干燥空气的负面影响。

气候变化对玉米产量的影响

气候变化对玉米产量的影响是多方面的。撒哈拉以南非洲的玉米需求预计在未来30年内增加2.3倍，主要受人口和饮食变化驱动。过去20年，该地区的玉米种植面积增加了1700万公顷，但产量增长有限。如果继续这种趋势，可能会导致玉米种植面积进一步扩大，并需要进口以满足国内需求。研究表明，通过改进管理实践，玉米产量可以在不显著扩大种植面积的情况下增加。

在美国，华盛顿大学的研究表明，未来的气候将更温暖、空气更干燥、二氧化碳浓度更高，这些变化综合起来会导致玉米产量下降。尽管二氧化碳增加有助于光合作用，但不足以抵消高温和干燥空气的负面影响。研究发现，现有的玉米品种在未来任何地方都不理想，需要培育新的品种。未来的玉米品种需要在生长季节更长的情况下，既能长出更多叶子，又能有足够时间生长谷物。尽管如此，高温和干燥空气的负面影响仍会导致总体产量下降。

二氧化碳在未来气候条件下的作用

二氧化碳在未来气候条件下的作用是一个复杂的问题。尽管二氧化碳增加有助于光合作用，但其对玉米产量的影响并不完全是正面的。本研究探讨了大气中二氧化碳浓度升高（eCO2）通过相关气候变化对植被碳吸收的间接影响的动态变化。研究利用卫星观测数据和地球系统模型，分析了1982年至2014年间eCO2驱动的气候变化对生长季总初级生产力（GPP）的全球影响，并评估了其到2100年的演变。结果显示，eCO2引起的气候变化对植被碳吸收的初始正面效应在最近有所下降，并在21世纪初转为负面。

这种间接CO2效应的减弱部分归因于广泛的土地干旱，预计在全球变暖的情况下会进一步加剧。研究还表明，未来eCO2的间接效应将在所有调查的时间段内进一步下降，全球平均值可能会持续为负。研究结果强调了水分限制在减弱eCO2间接效应中的关键作用，尤其是在湿润地区。

开发新玉米品种的重要性

在应对气候变化的过程中，开发新玉米品种显得尤为重要。尼日利亚联邦政府最近推出了一种转基因玉米品种，名为TELA玉米，这是加强和促进该国玉米生产的一部分。该新品种由阿赫马杜贝洛大学农业研究所开发，具有抗秋粘虫、耐旱和产量是传统品种三倍的潜力。该项目得到了非洲农业技术基金会、比尔及梅琳达·盖茨基金会等合作伙伴的支持。农业部门的利益相关者认为，这种新玉米品种将改变游戏规则，为农民带来更好的生活，并促进尼日利亚经济。

农业和食品安全国务部长阿里尤·萨比·阿卜杜拉希在阿布贾启动了该玉米，他表示政府将只做有利于公民福利、健康和安全的事情。非洲农业技术基金会董事会主席阿格雷·安巴利教授表示，TELA玉米品种将弥补该国年度玉米生产赤字，并显著提高农业生产力。该品种的抗旱和抗虫害能力展示了生物技术在解决农业挑战方面的力量。非洲农业技术基金会执行董事卡尼修斯·卡南吉雷博士称赞尼日利亚政府在项目中的支持，并强调了技术和创新在发展议程中的重要性。

计算机模型在作物育种中的应用

通过计算机模型可以加速育种过程，模拟不同特性组合，指导初期育种阶段。这种方法不仅适用于玉米，还可以应用于其他作物。全球人口增长和肉类消费增加将继续推动对玉米的需求。研究团队计划与育种专家合作，创建和测试新的玉米品种，并寻求进一步的资金支持。

玉米是全球最重要的作物之一，不仅用于食品调味，还用于油料、甜味剂和牲畜饲料。然而，气候变化对玉米产量的影响引发了广泛关注。华盛顿大学的研究结合气候预测和植物模型，探讨了未来气候下最适合的玉米品种组合。研究发现，未来气候将更温暖、空气更干燥、二氧化碳浓度更高，这些变化综合影响玉米生长。尽管二氧化碳增加有助于光合作用，但高温和干燥空气导致总体产量下降。研究表明，现有玉米品种在未来气候下并不理想，需要培育新的品种。未来的玉米品种可能会有更长的生长季节，能够同时生长更多叶子和谷物，但总体产量仍会因高温和干燥空气而下降。通过计算机模拟可以加速育种过程，帮助适应气候变化。研究还强调了全球人口增长和肉类消费增加对玉米需求的推动作用。未来的研究将与育种专家合作，创建和测试新的玉米品种，并扩展到其他主要作物。

研究人员与育种专家的合作

在应对气候变化和开发新玉米品种的过程中，研究人员与育种专家的合作显得尤为重要。澳大利亚国家科学机构警告称，植物育种领域的科学家短缺可能导致全球粮食安全面临“严重”影响。研究人员表示，植物育种是一门关键科学，支撑着全球的食品、动物饲料和燃料生产。这一发现是澳大利亚、新西兰和加拿大研究人员最近发表的一篇论文的结论之一。

该论文由澳大利亚联邦科学与工业研究组织与新西兰林肯大学和加拿大麦吉尔大学合作发表，警告称，许多即将退休的高技能植物育种专家没有得到足够数量的大学毕业生的替代，许多毕业生选择了植物科学的其他领域，如分子生物学。研究的主要作者、CSIRO研究科学家露西·伊根表示，需要新的招聘人员。她指出，植物育种是一个缓慢的过程，开发一个新的作物品种平均需要至少十年时间。报告称，技能短缺的影响“可能是严重的”，全球粮食安全可能受到影响。报告建议在不同国家建立“专门的培训设施”。伊根还表示，植物育种可以帮助国家适应气候变暖。自20世纪60年代以来，全球作物产量增加了250%以上，这在很大程度上归功于植物育种科学。

综合总结

综上所述，气候变化对玉米产量的影响是显而易见的。未来的气候将更温暖、空气更干燥、二氧化碳浓度更高，这些变化综合起来会导致玉米产量下降。尽管二氧化碳增加有助于光合作用，但不足以抵消高温和干燥空气的负面影响。为了应对这一挑战，开发新玉米品种显得尤为重要。通过计算机模型可以加速育种过程，模拟不同特性组合，指导初期育种阶段。这种方法不仅适用于玉米，还可以应用于其他作物。

在应对气候变化和开发新玉米品种的过程中，研究人员与育种专家的合作显得尤为重要。植物育种是一门关键科学，支撑着全球的食品、动物饲料和燃料生产。然而，植物育种领域的科学家短缺可能导致全球粮食安全面临“严重”影响。因此，需要新的招聘人员和专门的培训设施，以确保全球粮食安全。

未来的研究将与育种专家合作，创建和测试新的玉米品种，并扩展到其他主要作物。全球人口增长和肉类消费增加将继续推动对玉米的需求。通过改进管理实践和开发新玉米品种，可以在不显著扩大种植面积的情况下增加玉米产量，从而确保全球粮食安全。