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哈尔科夫学院胡潭高教授团队在 European Journal of Agronomy 期刊发表重要研究成果

来源 : 国际教育学院(国际学生管理办公室)、哈尔科夫学院     作者 : 哈尔科夫学院     时间 : 2022-06-27

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杭州师范大学胡潭高教授团队在 European Journal of Agronomy 期刊(中科院分区SCI一区Top),发表题为“21世纪中国水稻低温冷害暴露度的未来预测 (Future projections of rice exposure to cold stress in China throughout the 21st centuryPublished online: April 2022)”的重磅论文。

我国十四五规划和2035年远景目标纲要提出:优先发展农业农村,全面推进乡村振兴。其中,提高农业质量效益和竞争力是乡村振兴战略的首要任务。粮食安全是国家安全的重要基础,稻谷是我国第一大口粮作物。保饭碗、保口粮,首先要保大米。然而我国地处东亚季风区,是世界上主要的气候脆弱区之一,也是农业气象灾害的多发区。生产实践中,水稻产量受极端低温事件影响严重。目前全球气候正经历着以变暖为主要特征的显著变化,相关研究表明我国大部分地区水稻低温冷害事件呈现减少的趋势。那么,21世纪我国水稻低温胁迫是否会消失以及何时消失,这将为气候变化背景下我国农业防灾减灾措施的规划提供科学参考依据。针对该问题,本文分析了21世纪我国水稻主产区低温暴露度的年代际变化特征,识别水稻低温胁迫消失的年代;考虑到未来时期还存在温室气体排放路径(RCPs)、水稻物候期、水稻耐冷性等方面的不确定,本研究针对这些因素做了敏感性分析,以此为基础探讨相关措施的适用性。

本研究将RCP4.5条件下水稻物候期和耐冷性无变化的情况作为基准情景,分析低温冷害暴露度的年代际变化特征,识别最后一个出现冷害暴露度的年代,并以此确定冷害暴露度消失的年代;针对一直存在冷害暴露度的地区,需要分析冷害暴露强度的变化。考虑到在未来时段水稻生长环境还存在多方面的不确定性,本研究重点考虑了温室气体排放路径、水稻物候期、水稻低温耐受性的可能变化,并据此设计了三类情景,将这些情景下评估出的冷害暴露度变化特征与基础情景下的特征相比较,从而系统分析21世纪我国水稻低温胁迫的整体变化状况。

研究结果表明,在基础情景下,辽宁省、福建省、吉林省和湖南省的水稻低温胁迫主要在21世纪30年代、40年代、60年代和80年代以后消失。但在黑龙江省、云南省北部、四川省南部、湖南省西部和浙江省西北部,水稻低温暴露度直到本世纪末仍未消失。在这些省份,温室气体排放浓度的升高(即RCP8.5情景)和耐冷性的增强可使水稻低温胁迫提前2-3个年代消失。水稻敏感物候期的调整在各地区的表现效果不一致,需要根据量化结果选择提前或延迟的天数。其中,在我国南方地区,当水稻敏感物候期提前10-15天时,水稻低温胁迫的消失相对于基准模式将提早了2-4个年代。

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1 水稻低温暴露度的消失年代(基础情景)


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2 与基础情景相比,RCP2.6RCP6.0RCP8.5a-c)的情景下水稻低温暴露度消失年代的差别。“-n”代表提前n个年代;“+n”代表延迟n个年代。


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3 与基础情景相比,水稻关键物候期提早5天、10天、15天(a-c),延迟5天、10天、15天(d-f)的情景下水稻低温暴露度消失年代的差别。


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4 与基础情景相比,水稻耐冷性提高1℃2℃3℃a-c)的情景下水稻低温暴露度消失年代的差别。


研究结果对气候变化适应对策的制定有如下启发:气候变化背景下,考虑到21世纪我国大部分低纬度、低海拔地区的冷害暴露度将消失,因此相关地区可着手考虑如何充分利用当地气候条件扩大水稻种植面积或调整水稻熟制;在我国东北等高纬度地区或者四川、湖南等省份的高海拔地区,直到本世纪末低温暴露度仍然存在,因此水稻低温冷害的防御措施还需要适当布局,但力度可根据时间变化特征进行适当调减。要注意的是,低温胁迫的降低或消失确实有益于农业生产实践,但随之而来需要思考的问题是:气候变化背景下水稻高温胁迫是否会趋多趋强,伴随降水状况的变化,干旱程度是否会加剧?我国水稻种植需要如何面对各类极端气候事件的此消彼长?这些都是本研究团队接下来要重点探讨的问题。


作者简介:

第一作者简介,王品,博士,主要从事自然灾害遥感监测及风险评估、农业气象指数保险等工作。

在《European Journal of Agronomy》、《Climatic Change》、《地理学报》等国内外学术期刊上发表论文20余篇。其中包括3SCI一区Top4SCI二区等高质量论文。受邀担任过多类SCI-Top期刊《European Journal of Agronomy》和《Environmental Science & Technology》等的审稿专家。先后获得杭州市教育局系统优秀教师、杭州师范大学优秀班主任就业创业工作先进个人优秀实习指导教师等荣誉称号。

通讯作者简介,胡潭高,教授,博士生导师,杭州师范大学国际教育学院/哈尔科夫学院副院长,耶鲁大学访问学者。兼任中国遥感委员会委员、中国环境科学学会环境地学分会委员、中国环境科学学会生态遥感监测与评估专业委员会委员、应急管理部宣传教育中心智库专家、浙江省气象学会理事等。主要从事台风暴雨内涝灾害相关研究工作。主持国家自然科学基金、浙江省自然科学基金等项目30余项,发表学术论文70余篇,授权国家发明专利7项。曾获杭州市余杭区十大杰出青年2022)、海洋科学技术奖二等奖(2021)、杭州市十佳青年科技创新能手(2019)、教育部博士研究生学术新人奖(2010)等。


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