高温室气体浓度情景下21世纪末中国主要农作物减产风险

粮食安全是社会稳定、经济发展的首要基础。粮食的生产离不开光、温、水等气象要素，气候条件是粮食生产的重要决定性因素，气候变化是影响粮食生产的关键要素。气候变化主要通过改变农作物的种植范围、生长季长度、单位面积土地的产量等途径影响粮食生产。研究表明，温度升高将使得世界上中高纬度地区的农作物潜在适宜种植范围扩大，潜在生长季延长，同时有利于中高纬度地区粮食单产增加，而不利于低纬度地区粮食单产的增加。

最近，中国科学院地理科学与资源研究所汤秋鸿研究小组，系统评估了未来百年气候变化对中国玉米、小麦、水稻和大豆等主要农作物产量的影响及其区域差异。他们的评估采用了五个全球气候模型和四个农作物模型，共计20种组合预测的结果。这些气候模型和农作物模型均来自全球知名的研究机构。

对玉米而言，在温室气体低排放情景下，玉米的中、高减产区主要是西南地区。在中排放情景下，玉米减产风险增加，高减产区向东北和华南地区扩展。在高排放情景下，减产风险进一步增加，其中华北、西南和华南地区玉米减产幅度达20%以上。

对小麦而言，在低排放情景下，低中减产区是华北、西南和新疆地区；随着温室气体排放强度的增加，中高减产区向长江中下游和华南地区扩展。在高排放情景下，高减产区进一步扩张，华北、华南和新疆地区的减产幅度高达20%。

对水稻而言，在低、中排放情景下，减产区几乎不存在；在高排放情景下，减产区是长江中下游地区以及华南的部分地区，其中长江中下游的极少数地区减产幅度大于15%，属于高减产区。

对大豆而言，在中、低排放情景下，轻减产区是华北地区中部，减产幅度小于10%；随着温室气体排放强度的增加，减产风险增加。在高排放情景下，华北和华南地区的减产幅度高达20%。

总体来说，在当前粮食主产区，未来气候变化将导致玉米、小麦、大豆和水稻均出现不同程度的减产，并且随着温室气体排放强度的增加，减产幅度也逐渐增加。其主要原因是未来温度增加使得农作物呼吸作用增强，加速营养物质的消耗，不利于农作物增产。

但是，未来气候变暖对粮食生产也有利好的一面，主要表现为在目前不适宜农作物种植的高纬度和青藏高原地区，气候变暖使得这些地区的农业热量资源增加，从而成为适宜农作物种植区。