气候变暖重塑全球粮食生产格局 需系统应对全球小麦生产格局演变

（来源：中国环境网）

转自：中国环境网

本期观点:

■尽管气候变暖可能降低传统小麦产区的单产，但它也会显著扩大适宜种植区的范围。这种空间再分布可能会重塑全球粮食生产格局，甚至带来总产量的净增长。

■气候变暖让小麦生产格局发生“地理转移”，既带来了新的发展机遇，也提出了生态与气候风险的双重挑战。

本期嘉宾：中国农业大学资源与环境学院教授赵闯

采访人：本报记者　刘倩　

全球人口持续增长，粮食需求不断攀升，农业系统正面临巨大的增产压力。作为全球最重要的粮食作物之一，小麦提供着约20%的全球热量摄入，在保障粮食安全方面发挥着重要作用。然而，气候变化正深刻重塑小麦的生产格局，改变全球耕地的适宜性分布区。

当前多数研究主要聚焦气温升高对小麦单产的影响，且默认种植范围保持不变。这种简化设定忽略了气候变暖可能引发的土地利用格局变化，进而可能低估区域粮食生产风险与适应潜力。因此，需在分析中同步纳入气候变暖背景下小麦种植区域与单产的动态变化，以更精准评估未来小麦生产格局及粮食安全风险。

中国农业大学资源与环境学院教授赵闯研究团队通过构建一个数据驱动的机器学习模型，综合考虑气候、土壤、地形、人类活动等因素，用于评估气候变化背景下全球小麦种植格局的未来演变。在集成多源环境数据，并筛选最优模型进行预测后，团队的最新研究揭示了气候变化驱动的种植区域动态，进一步结合　ISIMIP3b（国际影响模型比较项目的第三阶段数据集）发布的10个作物模型的全球网格模拟单产结果进行综合评估，从而系统地刻画了气候变化对全球粮食生产格局的重塑过程。

基于经过验证的随机森林模型，研究团队针对三种气候情景（SSP1-2.6、

SSP3-7.0、SSP5-8.5，即未来预估情景下的预估试验）预测未来小麦种植区空间分布变化。研究结果表明，到21世纪末，在高排放情景（SSP5-8.5）下，春小麦和冬小麦的种植北界将整体向高纬度（极地）方向显著推进，推进距离分别约为524千米和509千米。具体到美国、欧洲和中国北方等小麦主要产区，种植北界的迁移距离可达400千米至650千米；而南半球地区，如南美和澳大利亚的迁移幅度相对较小，约为200千米。在中排放情景（SSP3-7.0）下，小麦种植北界平均推进约300千米。

在低排放情景（SSP1-2.6）下，迁移幅度约为130千米，且主要发生在北欧及高纬度地区。“全球气温每升高1℃，小麦种植北界可向北推进约100千米至121千米，约1个纬度。”赵闯表示。

基于　RF-RBF模型平均结果，在固定　CO2浓度、仅考虑温度变化影响的情况下，当升温2℃时，全球春小麦和冬小麦的适宜种植面积预计分别增加15.7%和14.1%，其中现有种植区分别扩大约5.3%和9.4%。

尽管种植区整体呈现出扩张态势，但多作物模型全球网格模拟结果表明，现有种植区域单产普遍下降。在不考虑　CO2施肥效应的情况下，升温2℃和4℃分别导致全球春小麦减产15.5%和30.9%，冬小麦减产12.6%和23.9%。

研究团队将气候变化下的种植面积变化与产量模拟结果相结合后发现，全球小麦总产量的净效应在不同区域呈现出显著差异。

相较于1991年—2020年参考期，在当前种植区内，到2100年春小麦和冬小麦产量预计分别下降约5.0%和18.0%；但若考虑新增适宜种植区的扩展，全球小麦总产量则有望分别增加0.9%和11.2%。

“随着气温上升，小麦种植区将整体向高纬度地区移动。”赵闯进一步解释，北欧、加拿大和俄罗斯等中高纬度地区的种植潜力显著提升，而中低纬度地区如华北平原、印度则可能因高温和干旱压力增加而出现减产。

研究团队指出，种植区的北扩虽然为粮食生产带来了新的空间，但也可能占用部分森林、草地等生态区域，从而造成碳排放增加和生态退化。同时，新拓展地区的气候更寒冷，可能面临低温冻害等新风险，需要通过培育抗寒品种和调整种植制度来降低损失。

面对这些挑战，需制定差异化适应性应对战略，如高纬度地区的国家在规划垦荒时需要注重生态保护，减产风险区则应加大对节水灌溉和耐热品种的研发投入。在技术层面，应当优先开发抗逆基因育种和智慧农业技术，以降低生产的不确定性。

“气候变暖对农业的影响不能被简化为‘减产威胁’，其也是推动农业系统重构的重要驱动力。”赵闯强调，能否实现产量增长与生态可持续的双赢，取决于能否从现有的扩张模式，转向基于系统思维的适应性治理。

未来，研究将进一步融合自然科学与社会科学，在动态模型中更充分纳入人力、资本与政策变量，为构建更具韧性的全球粮食系统提供支撑。