作物物候与灌溉条件下骤旱对全球作物产量的影响机制研究

本文系统评估了骤旱(flash drought)在全球农业区的时空分布特征及其对玉米、水稻、小麦和大豆产量的差异化影响。研究创新性整合土壤湿度数据(1940-2022)与作物物候数据(1982-2015)，揭示作物生长季前期(SOS-MOS阶段)对骤旱的高敏感性，发现雨养系统产量损失较灌溉系统高5%-20%，且地下水灌溉区比地表水灌溉区更具韧性。

　　

Highlight
评估骤旱导致的作物减产对理解气候变暖下农业系统脆弱性至关重要。本研究采用基于土壤湿度百分位数(soil moisture percentile)的指标识别骤旱与缓旱事件，结果显示全球耕地中骤旱事件数量及其占比均显著增加，尤其在北美东部、欧洲和亚洲主要农业区。

作物物候视角的骤旱风险
基于植被指数与物候数据集(NDVI-derived phenology)，研究发现超过50%的骤旱事件集中在生长季初期（从生长季开始SOS到峰值期MOS）。这一时期作物对水分胁迫的敏感性显著高于其他生长阶段，导致玉米抽穗期(tasseling stage)等关键生育期更易受到不可逆损害。

灌溉系统的缓冲效应
雨养系统作物受骤旱影响的产量损失幅度比灌溉系统高5%-20%：

• 雨养玉米和小麦主要受中等历时骤旱影响
• 雨养水稻对短历时骤旱更敏感
• 雨养大豆易受长历时骤旱冲击
  地下水灌溉区因含水层缓冲作用，表现出比地表水灌溉区更强的气候韧性(climate resilience)。

结论
本研究通过多源数据融合，首次系统量化了不同物候期骤旱对主要农作物的差异化影响，为优化灌溉策略（特别是在地下水依赖型农业区）提供了科学依据。研究成果对制定气候变化适应战略具有重要指导价值。