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本報北京5月13日電（記者晉浩天） 極端降水對水稻產(chǎn)量有何影響？影響多大？北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院周豐和王旭輝課題組最新研究揭示了極端降水對水稻產(chǎn)量影響與機制。這項研究成果以長文形式日前發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·食物》。該期刊同時配發(fā)了哈佛大學(xué)喬納森·普羅克特博士的評述文章，他認為該成果為極端氣候事件對糧食安全的影響研究提供了新范式和新證據(jù)。

“頻繁發(fā)生的極端氣候事件對全球糧食安全產(chǎn)生重大影響，因此，準確理解極端氣候事件對作物產(chǎn)量影響是全球變化研究關(guān)注的重大科學(xué)問題。以往大家的研究普遍關(guān)注高溫、干旱和低溫造成農(nóng)作物減產(chǎn)，但對極端降水影響及其機制的認識十分有限?！敝茇S介紹，研究團隊綜合采用多尺度手段，揭示了極端降水造成水稻減產(chǎn)的生物物理和生物化學(xué)機制，量化了過去和未來極端降水對我國水稻單產(chǎn)的影響規(guī)律。

針對聯(lián)網(wǎng)觀測難以區(qū)分極端降水影響的難點，研究團隊提出了一種新的窗口搜索策略方法：針對每一個農(nóng)業(yè)氣象站的水稻產(chǎn)量時序數(shù)據(jù)，搜索發(fā)生特定事件的“處理年”和未發(fā)生特定災(zāi)害但其他災(zāi)害一致的“對照年”，計算處理和對照的產(chǎn)量相對變化。“結(jié)果發(fā)現(xiàn)，極端降水造成水稻產(chǎn)量下降7.6%左右，與極端高溫相當，強于其他類型的極端氣候事件，如極端低溫、極端干旱、颶風(fēng)等?！蓖跣褫x說。

為揭示極端降水造成水稻減產(chǎn)的機制，研究團隊于2018—2019年在荊州農(nóng)業(yè)氣象試驗站開展了64場降水控制試驗。結(jié)果表明，極端降水主要通過改變每穗飽滿的籽粒數(shù)和有效穗數(shù)而造成水稻減產(chǎn)；這種影響具有生育期依賴性，即營養(yǎng)生長期的極端降水主要降低有效穗數(shù)，生殖生長期的極端降水主要降低飽滿的籽粒數(shù)。同時，研究團隊于2021年開展了兩類補充試驗，證實了生殖生長期降水強度降低頂粒受精而影響飽滿的籽粒數(shù)，以及營養(yǎng)生長期降水量增加稻田氮損失和減少葉片氮吸收而影響有效穗數(shù)是最關(guān)鍵的兩個影響機制。

研究團隊將上述兩個機制引入陸面過程模型，并基于改進后的模型模擬發(fā)現(xiàn)，過去20年極端降水造成我國水稻年均減產(chǎn)8.1%左右；到本世紀末，極端降水將在氣候變暖、二氧化碳濃度上升影響的基礎(chǔ)上，額外造成水稻減產(chǎn)7.6%左右，減產(chǎn)區(qū)域集中在我國東北和東南沿海地區(qū)，是水稻應(yīng)對極端降水的關(guān)鍵區(qū)。