综述:南亚马铃薯生产的气候智能型和抗风险适应策略:一项荟萃分析

【字体: 时间:2025年05月15日 来源:Environmental Challenges CS8.0

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  本综述聚焦南亚马铃薯生产面临的气候威胁,通过对四国 95 篇研究的荟萃分析,评估关键气候危害及适应策略效果。发现覆盖(28.30%)、播期调整(28.11%)等策略显著增产,部分策略需因地制宜,为气候适应性农业提供科学依据。

  

1. 引言


气候变化(CC)对农业构成重大威胁,带来温度波动、降雨异常等危害,影响作物生产力与粮食安全。马铃薯作为全球重要作物,在南亚种植迅速扩张,但其生产受气候变化影响显著,面临土壤健康差、水资源短缺等挑战。气候智能型农业(CSA)适应策略如间作、覆盖等被认为可维持马铃薯生产力。

meta 分析通过综合多项研究数据,能得出更全面结论,在农业领域应用广泛。然而,针对南亚马铃薯种植的气候智能适应策略综述较少,本研究旨在填补这一空白,评估该区域多种适应策略在不同环境危害下的效果。

2. 材料与方法


2.1 系统文献综述(SLR)


研究首先检索 2010-2023 年南亚四国(印度、尼泊尔、孟加拉国、斯里兰卡)关于马铃薯生产适应策略的英文文献,经筛选最终纳入 95 项研究,其中印度 42 项、孟加拉国 29 项、尼泊尔 22 项、斯里兰卡 2 项。对所选研究按适应策略分组,分析其关键危害与风险,并通过 Python 和 RStudio 进行数据可视化与荟萃分析。

2.2 荟萃分析方法


使用 RStudio 进行荟萃分析,采用随机效应模型评估效应量(以对数均值比 μi表示),计算标准误(SE)、置信区间(CI)等。通过 Q 统计量和 I2评估异质性,利用 Egger 检验和敏感性分析检验发表偏倚和结果稳健性。

3. 结果


3.1 适应策略、关键危害与风险


研究识别出 8 种适应策略:间作、覆盖、养分管理、轮作与多样化、灌溉管理、有机农业、耐逆性、播期调整。涉及 9 种关键危害(如气候不确定性、干旱等)和 9 种风险(如土壤侵蚀、经济损失等)。不同策略面临的主要危害与风险各异,如间作主要面临 erratic rainfall 危害和作物失败风险,覆盖则涉及洪水、霜冻等多种危害。

3.2 适应策略与产量差距


所有策略平均均呈现正产量差距。播期调整增产幅度最大(39.03±7.56%),其次为覆盖(33.47±5.43%)和间作(28.44±8.90%),有机农业增产最少(8.46±6.13%)。部分研究出现负产量差距,如覆盖的 O2 研究、养分管理的部分研究等,显示策略效果存在异质性。

3.3 荟萃分析结果


覆盖(28.30%)、播期调整(28.11%)、耐逆性(23.22%)、灌溉管理(22.86%)显著增产,有机农业(4.67%)效果最弱且置信区间含负值。异质性分析显示,间作等策略异质性低、效果一致,覆盖、有机农业等异质性高,需因地制宜。发表偏倚检验无显著偏倚,敏感性分析表明结果稳健。

4. 讨论


4.1 气候智能适应策略与马铃薯种植


覆盖、播期调整和间作是最有效的策略。覆盖可改善土壤保水、降温,间作能增强系统抗性。耐逆品种和灌溉管理有效应对极端气候,养分管理需平衡施肥,轮作可稳定产量。有机农业虽环境效益显著,但短期增产有限,其效果受土壤类型等因素影响。

研究中出现的负产量差距案例表明,策略实施需结合当地条件,如覆盖需注意病虫害管理,养分管理需考虑土壤供肥能力。此外,研究存在区域研究数量不均(斯里兰卡仅 2 项),但通过严格筛选和统计方法确保了结果可靠性。

4.2 荟萃分析


随机效应模型结合 REML 有效处理异质性,得出适应策略的普遍效果。覆盖和播期调整效果最佳且稳定,有机农业效果变异大。间作等策略因遵循成熟农艺原则,效果广泛一致。未来研究需纳入多指标评估(如温室气体排放),并探索策略组合的协同效应。

5. 结论与建议


本研究证实覆盖、播期调整等 8 种 CSA 策略对南亚马铃薯增产有效,但效果因策略而异。建议:(1)因地制宜优化作物组合、土壤管理和灌溉;(2)结合多种策略提升抗性;(3)通过科研、政策支持促进策略应用。这些措施将助力构建气候韧性马铃薯生产系统,保障南亚粮食安全与农业可持续性。

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