优秀成果展示——小麦玉米轮作系统对气候变化的响应机制及适应技术
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发布时间：2025/10/29 0:00:00
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| 成果评价编号： |
中气科成评[2024]055 |
| 评价结果： |
良好 |
| 成果名称： |
小麦玉米轮作系统对气候变化的响应机制及适应技术 |
| 完成单位： |
河南省气象科学研究所、中国农业大学 |
| 成果形式： |
应用研究和技术开发类-方法 |
| 研究领域： |
气象服务与应用气象 |
| 评价年份： |
2024 |
| 完成人： |
李树岩、王靖、成林、薛昌颖、方文松、张弘、李军玲、彭记永、张溪荷、张渝晨 |
| 成果简介： |
在国家自然科学基金、气候变化专项等课题支持下，经14年联合攻关，系统开展了“小麦玉米轮作系统对气候变化的响应机制及适应技术”研究，综合利用作物生长动态模拟、区域气候模式解译、气候统计建模等技术，形成了一套气候变化对农业影响定量评价技术；统计学与作物模型（DSSAT和APSIM）相结合的信息处理方法技术，揭示了小麦玉米轮作系统作物生长发育、产量形成等对气候变化的响应机制；揭示了“两晚”技术适应气候变化的科学机制，率先开展了“品种布局优化”、“播期和种植密度调整”和“水分优化管理”等措施的应用效果研究，为指导小麦-玉米生产科学应对气候变化提供了技支撑。主要研究成果已获河南省科技三等奖。
成果取得的突破进展和创新包括（1）综合利用作物模型模拟、区域气候模式解译、气候统计建模等多种信息处理方法，提出了气候资源及利用效率定量评价技术、气候变化与技术进步对产量影响的定量分离技术，实现了基于DSSAT、APSIM等计算机模型动态模拟和区域气候模式定量解译。（2）明确了温度和降水是影响小麦玉米生产发展的主要因子。提出近50年小麦全生育期积温每10a增加60℃d，返青－抽穗期平均增温0.5℃/10a。豫西、豫中和豫北大部干热风风险较低谷期（1990年代）增加58%。晚霜冻在豫东、豫南大部发生频率在30%以上。玉米季降水时空分布更加不均，2010s极端干旱发生风险增加38%；花期≥35℃高温热害3.4年一遇，发生风险增加1倍。（3）采用作物生长模型技术，分析了小麦玉米适应气候变化的内在机理，小麦幼穗分化提前，但灌浆期延长，对产量形成互补效应。分离出气候变化导致玉米单产降低2.1%～9.3%，品种的更替稳定了玉米生育期长度，补偿气候变化的不利影响。根据区域气候模式预测了未来小麦生育期缩短4～7d，潜在产量降低4%～8%，玉米生育期缩短9～13d，潜在产量降低6.1～24.6%。（4）首次揭示了“两晚（小麦晚播和玉米晚收）”技术使作物适应气候变化的科学机制，率先开展了“品种布局变化”、“播期和种植密度调整”和“水分优化管理”等措施的应用效果研究并推广应用。
与同类研究技术相比较，成果先进性主要体现在（1）生产中虽提出了“两晚”技术，但未涉及该项技术适应气候变化的机制。（2）当前研究气候变化和技术进步对玉米产量的影响的分离主要基于统计方法，未细化不同栽培技术对玉米产量的相对贡献。（3）同类研究尚未明确气温升高对小麦产量的贡献。（4）同类研究在气候变化对小麦不同生育阶段的关键影响因子提取、玉米花期高温风险预估等方面尚未涉及。
研究成果先后在河南省农业科学院、农业技术推广部门及山东、安徽、河北、河南等气象部门应用，形成常态化、规范化的气候变化信息服务，部分研究结论被国家级农业气象业务单位采纳，为省、市级农科院育种和抗逆栽培科研工作提供建议，为政府和农业生产应变管理提供重要参考，充分发挥了气象公益性服务的作用。
2010年11月，项目组向河南省政府和农业管理部门编写报送了首份气候变化影响决策服务专报：《领导专报》（2010年第32期）“气候变化对河南省冬小麦影响评估报告”。2014年，河南省气象科学研究所制定的《省级冬小麦适应气候变化业务服务流程》经河南省气象局业务管理部门认可，从2014 年起，每年麦播前制作发布气候变化对小麦生产影响及建议决策服务信息，多次获省政府领导批示。根据项目研究成果，在气象灾害发生时及时制作影响评估服务材料开展服务，至2023年12月，已发布气候变化类农业气象决策服务产品22期，发布灾变报告37份。 |
