数据驱动策略降低水稻生产温室气体排放强度并维持全球产量的研究

这篇综述通过数据驱动方法评估了全球稻田管理措施对温室气体排放强度(GHGI)的影响，发现增效肥料、深施肥料、生物炭改良和非连续灌溉四项措施可降低GHGI达20.7–54.5%同时增产3.3–10.6%，相当于年减排1.569–4.123亿吨CO2当量，为气候智慧型水稻生产提供关键解决方案。

　　

Highlight

探索提高作物生产力同时减少温室气体排放的农艺解决方案，对保障粮食安全和遏制全球变暖至关重要。我们的全球荟萃分析首次量化了管理措施引起的稻米产量、CH₄和N₂O排放变化。通过融合土壤-气候异质性的地理空间建模，我们绘制了不同管理措施对全球稻田温室气体排放强度(GHGI)影响的精细图谱。

Impact of management practices on rice yield and CH₄ and N₂O emissions

全球荟萃分析证实，增效肥料(enhanced efficiency fertilizer)在提升水稻产量和减少CH₄、N₂O排放方面表现最优——缓释肥和抑制剂能更好地实现作物营养供需同步，既降低环境负荷又促进生长。深施施肥通过增加根区土壤氮浓度，显著提高氮素利用率。生物炭改良则通过改变土壤孔隙结构和微生物活性，创造不利于CH₄产生的微环境。有趣的是，非连续灌溉虽可能增加N₂O排放，但其大幅降低CH₄的"跷跷板效应"仍使整体GHGI下降。

Conclusions

增效肥料、深施施肥、生物炭和非连续灌溉这四项"黄金组合"可协同实现GHGI降低20.7–54.5%与产量提升3.3–10.6%的双赢，相当于每年从大气中移除1.569–4.123亿吨CO₂，同时多生产2580–8150万吨稻米。该研究为发展气候适应型水稻生产体系提供了空间明确的实践路径。