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• 发布时间：2025-02-01 06:14
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【概要描述】

　　传授，武汉大学生物学取生态学学士、中科院生态研究核心化学硕士，建波大学生命科学博士，北师大粮食平安团队带头人，持久处置全球变化取粮食平安范畴的讲授取科研。担任师范大学学学术委员会副从任、浙江省农业遥感取消息手艺手艺沉点研究尝试室学术委员会、农业建模取仿实专业委员会、中国教育成长计谋学会人才成长专委会、中国测绘学会对地不雅测专委会、深圳市应急办理专委会、以及农业农村大数据等多个专家委员；也是国际期刊Agric。 Syst。， Adv。 Mod。 Agric。， Appl。 Sci。和国内焦点期刊《灾祸学》等副从编或编委。牵头国务院农业灾祸风险评估的规范制定、教材编写、分析评估及培训工做，获第一次全国天然灾祸分析风险普查先辈集体。第一完荣获省部级科技前进2项、北师大高档教育讲授一等1项。颁发高程度SCI论文百余篇，包罗多篇天然子刊，以及10余篇多学科高被引论文；国度发现专利11项，从编专著3部，被引万余次，多次入选全球前2%学者榜单；发布的数据产物近三年被国表里千余家机构下载近50万次，获得了国表里同业的高度承认。天气变化也已成为全人类的危机。最新的间天气变化特地委员会（IPCC） 评估演讲显示，自1850 ~ 1900 年以来，全球地表温度已上升了约1℃，过去20年陆地温度升高了1。 59℃，升温速度达到了近2000 年来的最大值。按照当前的趋向，到21 世纪末温度升高将跨越2℃，极端温度将达到或跨越动物和人体的耐受阈值。取此同时，气候系统的不不变导致热浪、暴雨、飓风及复合型极端天气现象变得愈加猛烈和屡次，以前百年一遇的极端天气事务到21 世纪末可能每年城市发生。激烈的天气变化将天然生态系统推向了临界点，将突如其来且正在数百年到千年的时间标准上不成逆转。▲ 天然植被和栽培做物物候对天气变暖响应的示企图。植被物候次要由天气前提驱动，例如对于春季物候，温度升高会加快发育速度，提前物候时间；做物物候受和报酬要素的配合感化，变暖会导致物候提前可是农艺办理如播期调整、品种更新可能弥补或逆转天气变化的影响“靠天吃饭” 的农业是受冲击最大的行业，特别是做为农业从体的做物出产取粮食平安。全球变化改变了农业天气前提，惹起的极端气候超出了做物的顺应能力，对粮食的可得性和不变性形成了严沉。然而目宿世界上还有8。 21 亿人面对着饥饿和养分不良的问题，估计到2050 年全球生齿总数将跨越90 亿人，粮食需求将翻一番。天气变化布景下若何保障粮食平安成为21 世纪人类面临的庞大挑和，是当前亟待处理的严沉问题。▲ 1981 ~2018 年分歧区域的潜正在产量、不雅测产量趋向（a） 以及不雅测产量（b）、潜正在产量（c）、产量差（d） 趋向的空间分布模式玉米、小麦和水稻是全球最主要的三大粮食做物，分布广、用处多、养分丰硕，不只是世界80 亿生齿的从食，并且是主要的饲料和工业深加工原料，正在保障粮食平安和维持经济成长方面阐扬着举脚轻沉的感化。做物发展发育对温度极其，有其适宜的温度区间，低于或者跨越这个适宜温度都晦气于做物发展，并最终影响产量。例如，温度跨越其心理阈值会做物生殖器官，降低光合感化，加快叶片衰老，障碍干物质累积和分派，缩短生育期，进而形成严沉减产。荟萃（Meta） 阐发表白温度每升高1℃，全球玉米减产率最高，为7。 4%，小麦减产率6。 0%，水稻减产率也达3。 2%。当然CO₂ 浓度升高会刺激C₃做物（水稻、小麦） 光合感化，提高辐射操纵率，弥补一部门气温升高导致的产量丧失。但玉米是C₄做物，大气中的CO₂浓度是饱和的，CO₂的肥效感化并不显著，因而正在急剧变化的天气前提下玉米将存正在着更大的减产风险。中国是世界前次要的粮食出产国度，仅以9% 的耕地和6% 的淡水资本出产了全球23%的玉米、18%的小麦、37% 的水稻，养活着全球22% 的生齿。以2021 年为例，全国粮食播种面积、单元面积产量和总产量别离为11 763。 2 万hm² （176 447 万亩）、5805kg/hm² （387kg/ 亩） 和68 285 万t （13657 亿斤）。此中玉米是当前我国第一大做物，其产量的80%以上供给了畜牧业和化工业，早已不再是纯真的口粮做物，已成为维持国平易近经济成长的计谋性物资。跟着财产布局调整和人平易近糊口程度的提高，玉米需求刚性增加，国内玉米出产已求过于供，也是进口量最大的粮食做物。2021 年，我国玉米进口量为2623。 38万t，同比增加了2。 4 倍，创汗青新高。进口的玉米次要来自美国（71。 9%）、乌克兰（27。 7%） 和俄罗斯（0。 3%）。然而当今国际形势复杂，商业摩擦愈演愈烈，粮食畅通充满着不确定性，玉米供给面对着严沉。正在如许的布景下，实现2019 年地方一号文件所指出的“不变玉米出产，确保谷物根基自给自脚、口粮绝对平安” 极其主要。可是我国地处季风天气区，气候、天气前提年际变化大，景象形象灾祸发生屡次，农业受天气变化的影响猛烈。同时，农业出产根本设备亏弱，抗御天然灾祸能力较差，是全球变化最懦弱的地域之一。跟着天气变化的持续，程度越来越强，影响越来越复杂，应对难度越来越大，粮食出产面对着史无前例的挑和。此外，我国是典型的小农农业系统，小农户数量占农业运营从体的98%以上，小农运营的耕地面积占总耕地面积的70%。农人学问程度遍及不脚，为了逃求高产盲目过量施肥，一些地域农田养分输入以至跨越做物需求量的1 倍，33% 的耕地呈现了氮磷过剩。结合国粮食及农业组织（FAO） 统计数据显示，中国三大粮食做物的平均施氮量为305 kg/ hm²，快要世界平均程度的5 倍，但氮肥操纵效率仅为0。 25，超额施肥形成了土壤酸化、水体富养分化、温室气体排放加剧等一系列问题。农田总氮和总磷流失污染了57%的水体，农业N₂ O 和温室气体（GHG） 排放量占全球报酬温室气体总排放量的28% ~29%。不只施肥，灌溉环境也相当严峻。20 世纪70 年代以来灌溉面积扩展了32%，2019 年达到了11。 1 亿亩，相当于总耕地面积的51%，耗损了全球灌溉水总量的13%。每立方米水带来的粮食出产力不脚1 kg。过度开辟地表水和超量开采地下水使北方和华北地域成为全球水资本欠缺最严沉的区域之一。虽然农业资本投入居世界首位，可是做物产量中等偏下，增水增肥不减产的现象遍及存正在。近30 年全国一半以上的种植面积做物产量停畅不前以至下降，粮食减产寸步难行。并且当前天气变化加剧和问题日益严峻，农业节水减排惹起全世界的关心，正在国际上承受着、经济等多方压力。综上，我国农业出产面对着粮食平安、天气变化和退化三沉挑和，亟须厘清天气变化的影响，探明环节影响因子并给出丰登减排、趋利避害的应对策略。做为国内教育资本最为丰硕和教育资历最为深挚的高档学府，师范大学粮食平安（京师粮食平安） 团队有能力和气概气派肩负这项沉担来破解上述窘境。两年前，京师粮食平安团队英怯测验考试着迈出了第一步，出书了第一底细关粮食平安的专著—— 《农业灾祸取粮食平安：极端温度取水稻出产》。两年后，第二部专著《农业灾祸取粮食平安：影响评价取顺应对策》（张朝等著。 ：科学出书社，2024。 10）面世。《农业灾祸取粮食平安：影响评价取顺应对策》分析京师粮食平安团队近15 年的研究，特别是比来5 年的最新研究，立脚于我国三大从粮做物，基于翔实的野外不雅测、机理过程模子模仿、切磋了近40 来年天气变化对我国做物出产系统发展发育过程和最终产量的影响；并针对粮食做物若何顺应将来天气变化这一热点问题，别离从何时、何地需要改换新品种、将来品种应具备何种优秀性状等农业出产应对天气变化的科学办法，以及若何实现农业安全产物的智能化设想等方面进行了立异、系统地论证，提出了我国玉米、小麦、水稻粮食做物出产应对天气变化的对策和办法。本研究抓住了天气变化对农业出产影响亟须处理的环节科学问题，分析了多方可得的高质量数据，制定了针对性的研究方案，全面系统地研究了天气变化对我国玉米、水稻和小麦出产的影响并给出了丰登减排、趋利避害的应对策略，立异点次要表现正在以下4 个方面。基于目前时间序列最长、坐点最密的物候不雅测数据，解析了20 世纪80 年代以来玉米、水稻和小麦物候对天气变化的响应和顺应，供给了做物物候对天气变化性下降的不雅测，了日夜增温的不合错误称影响及报酬要素的感化跨越了天气变暖，加深了对天气变化影响的理解，研究成果为品种培育、区域农业出产应对天气变暖供给了主要参考。基于三大粮食做物从产区24 个代表性品种的田间尝试数据和数百个坐点的现实水肥办理数据，分解了天气变化对玉米产量的影响，正在全国标准上量化了品种和水肥导致的产量差，了了了产量提拔的环节因子，了品种对提拔做物产量、顺应天气变化的主要性。初次建立了国内“做物模子-多方针优化” 系统，正在衡量产量、资本和多尺度的根本上优化了全国玉米、水稻和小麦水肥办理，明白了优化潜力，识别了减排热点，给出了区域水肥节制量并评估了社会效益，为区域可持续办理供给了科学根据，为农业出产取资本协同成长供给了实现路子。耦合做物模子和机械进修成长了一种多标准夹杂建模框架，完成了多情景、多品种天气变化影响评估，初次回覆了现有玉米、水稻和小麦品种可否应对天气变化？ 若是不克不及，何时何地需要改换品种？ 以及如何的品种无望顺应将来天气前提？ 为精准应对天气变化供给了新的思和方式，对加快做物育种、保障我国甚至全球粮食平安具有主要的现实意义。总而言之，我国实现农业取资本协同成长、粮食出产自给自脚任沉道远，需要持久的、全社会的配合勤奋。本书可供农业科学、地舆科学、学，以及相关交叉科学本科生和研究生进行进修和科研的发蒙指导，也能为相关范畴的科研院所研究者、高档院校的教育工做者和决策办理者等供给参考和决策根据。本文摘编自《农业灾祸取粮食平安：影响评价取顺应对策》（张朝等著。 ：科学出书社，2024。 10）一书：“媒介”“自序”“跋文”，有删减点窜，题目为编者所加。