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为探究气候变化对作物多样性影响，研究人员评估 30 种作物，发现低纬度地区风险大，该研究意义重大。
### 气候变化下的农业危机与希望：作物多样性的全球新态势
在地球的气候不断变化的当下，农业领域正面临着前所未有的挑战。随着全球气温的持续攀升，农作物生长的气候环境也在发生着巨大改变，这不仅影响着作物的产量，更对全球粮食安全构成了严重威胁。以往的研究大多聚焦于少数几种主要作物，对于气候变化如何影响全球农作物多样性的全面理解仍存在空白。而这一空白可能会使人类在应对气候变化对农业的冲击时，缺乏足够的科学依据和应对策略。为了填补这一关键的知识缺口，来自芬兰阿尔托大学（Aalto University）、德国哥廷根大学（University of G?ttingen）和瑞士苏黎世大学（University of Zürich）的研究人员展开了一项具有深远意义的研究，其成果发表在《Nature Food》上。
研究人员运用了一系列关键技术方法来开展此项研究。在数据选取上，使用了公开的全球网格化数据集，包括 WorldClim2.1 的降水和温度数据、SPAM 2020 的作物生产及物理耕地面积数据等。在分析方法中，运用安全气候空间（Safe Climatic Space，SCS）概念来划定每种作物的气候生态位，该概念基于当前作物主要生产区域的气候条件，通过年度降水、生物温度和干旱度等参数来确定。同时，研究人员利用八个全球气候模式（General Circulation Models，GCMs）的数据，对未来不同升温水平下作物生产区域的变化进行预测，以此全面评估气候变化对作物多样性的影响。
研究结果
- 当前生产面临的风险：研究发现，气候变化对当前粮食作物生产的不利影响主要集中在热带和亚热带地区。在这些地区，全球变暖超过 2°C 时，大片区域的当前作物生产将面临巨大风险。在中东和北非地区，全球变暖 1.5°C 时，近 50% 的耕地作物生产就已处于高风险状态；升温至 3°C 时，该地区受影响的耕地面积比例将飙升至 69%。而在南亚和撒哈拉以南非洲，这一比例在 3°C 升温时也达到了 60%。相比之下，北半球的许多地区，如北美 80% 的耕地和欧洲及中亚 77% 的耕地，在研究的升温水平下，当前生产面临的风险较低。
- 当前生产区域的变化：从作物组和总体粮食作物来看，在 1.5 - 2°C 的全球变暖情况下，部分地区当前作物生产移出特定 SCS 的比例较低，但超过 2°C 后，这一比例会急剧上升。在中东和北非，2°C 升温时，31% 的作物总产量将移出 SCS。在区域层面，不同作物组也受到不同程度的影响，如北美和中东及北非的水果和蔬菜、欧洲和中亚的油料作物、中东和北非的豆类和块根类作物等，在 2°C 升温时，超过 25% 的当前产量会被挤出 SCS。
- SCS 内耕地面积的变化：在作物组层面，当全球变暖超过 1.5°C 时，所有作物组 SCS 内的全球耕地净变化均为负值。其中，块根类作物在大多数升温水平下净变化最大，水果和蔬菜最小。在个体作物层面，超过一半的作物在 1.5°C 升温时，SCS 内的耕地面积就已出现净减少；超过 2°C 时，所有 30 种作物均为净减少。大豆、小麦、玉米和水稻等主要作物在所有升温水平下，SCS 内的耕地面积减少幅度较大。
- 潜在作物多样性的变化：全球范围内，2°C 升温时，超过一半的全球耕地面积上潜在作物多样性将会下降，赤道附近地区，如撒哈拉以南非洲和南亚，下降最为明显。而在北美、拉丁美洲、欧洲和中亚，在 3°C 升温前，超过一半的耕地面积上潜在作物多样性会增加或保持不变。随着全球变暖加剧，大多数地区潜在多样性的损失会更加严重，而增加趋势则会停滞。
研究结论与讨论
这项研究全面地揭示了气候变化对多种粮食作物的影响，其结果具有重要意义。在低纬度地区，即使是 1.5 - 2°C 的全球变暖，也会使部分耕地的气候变得不适合当前种植的作物生长，这将进一步加剧当地粮食供应的不足，威胁农业家庭的生计。研究还强调，应将全球变暖限制在 2°C 以内，以避免对粮食作物生产造成严重影响，尤其是在低纬度地区。此外，研究人员发现中高纬度地区潜在作物多样性有所增加，这为适应气候变化提供了新的机遇，可以通过多样化生产或选择适应气候变化的作物品种来提高作物生产的气候韧性。但低纬度地区潜在作物多样性的大幅减少，加上当地适应能力较低，使得这些地区的作物生产和生计更加脆弱。因此，除了努力减缓气候变化，还需加强国家和国际层面的气候治理，如建立贸易安排和为低收入国家的创新适应措施提供资金支持，以保障这些地区的粮食供应。该研究为全球应对气候变化对农业的影响提供了重要的科学依据，有助于指导未来的农业政策制定和实践，推动全球粮食系统朝着更具韧性和可持续性的方向发展。
