封面新闻记者 边雪豪极资本
全球变暖每升高1℃，人均每天可获得的粮食就将减少121千卡，这个热量，相当于一块面包或一碗麦片。
近日，美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的Andrew Hultgren团队在《自然》发表的全球作物产量分析指出，到本世纪末，全球气温每升高1℃，人均可用粮食每天将减少约121千卡。“在变暖程度高的未来，美国玉米带是否还存在都值得怀疑。”Hultgren发出警告。
据悉，研究人员收集了来自54个国家的12658个地区的数据，涵盖玉米、大豆、水稻、小麦、木薯和高粱等六大主粮作物。研究发现按照目前的气候变化轨迹，在3℃的变暖情景下，这相当于每个人都不再用早餐。
全球变暖导致哪些农作物减产？
这项研究为何引起科学界高度关注？封面新闻记者注意到，Hultgren团队收集了世界上六大主粮作物的产量数据，这些作物提供了全球人类所需热量的2/3以上。
“这是目前可用的规模最大的高分辨率作物产量数据集之一。”Hultgren表示。研究人员还从54个国家收集了当地天气模式信息，通过分析这些数据，了解农民在历史上如何对气候变化作出反应。
展开剩余77%研究团队利用这些信息预测了不同作物将如何应对气候变化，以及农民将如何进行调整。这种方法使研究人员能够量化各种农业适应措施——如改变种植作物品种、增加灌溉或使用更多肥料——降低作物损失的程度。
哈佛大学的Wolfram Schlenker评价道：“农业适应措施不太可能弥补气候变化造成的作物损失这一结论，与之前针对特定地区开展的研究相吻合。Hultgren等人研究的贡献在于，他们不只关注了一个国家豪极资本，而是从世界各国收集了数据。”
值得注意的是，研究结果指出，对于除水稻外的所有作物，高温都会造成巨大损失。水稻是个例外——在更暖的夜晚反而生长得更好。受影响最严重的是玉米，这种全球主要粮食作物的产量预计到本世纪末将比没有全球变暖的情况下降12%或28%，具体程度取决于温室气体排放量是适中还是非常高的情景。
在高排放情景下，美国、中国东部、亚洲中部、非洲南部和中东的玉米产量可能最多下降40%。小麦生产同样面临巨大威胁：欧洲、非洲、南美的小麦损失预计为15%-25%，而中国、俄罗斯、美国、加拿大的小麦损失可能高达30%-40%。
该研究估计，气温比工业化前水平每升高1°C，每人每天的产量就会下降120卡路里，相当于当前每日消耗量的4.4%。
“粮食富裕”地区反受冲击最大？
值得注意的是，研究发现预计作物损失最严重的不是低收入国家，而是世界上相对富裕的“粮仓”地区。美国中西部和欧洲等传统农业高产区将成为气候变化的重灾区。Hultgren警告说：“在变暖程度高的未来，美国玉米带是否还存在都值得怀疑。”
这一研究发现，也挑战了以往关于气候变化对农业影响的认知。研究人员解释，这些气候适宜但适应能力有限的现今粮仓地区的减少会驱动全球性影响。同时低收入地区的损失也很显著，只是其严重程度相对低于主要粮食出口地区。这种不均衡的影响模式可能导致全球粮食供应链出现重大重组。
面对如此严峻的前景，农民将如何应对？研究团队分析了各种可能的农业适应措施。改变种植作物品种、增加灌溉或使用更多肥料等手段可以在一定程度上降低作物损失。研究估计，与无适应措施情景相比，收入增长和实施适应策略可能使全球损失到2050年减少23%，到2100年减少34%。
然而，研究人员明确指出，即便采取了农业适应措施，也不太可能弥补气候变化造成的巨大作物损失。如果不采取措施适应气候变化，在本世纪末变暖程度高的情景下，作物损失将增加约1/3。这种“适应差距”凸显了当前农业技术应对气候变化的局限性。
面对气候变化对粮食安全的威胁，科学家们呼吁采取综合应对策略。Hultgren团队在论文中总结表示，未来需要进一步实施适应措施以及考虑耕地扩张，来确保粮食安全并缓解气候影响。
中国科学家取得重大突破 或让水稻不再“怕热”
2024年，中国粮食产量首次突破1.4万亿斤，达到1.413万亿斤。农业农村部总农艺师、种植业管理司(农药管理司)司长潘文博指出，高标准农田面积超过10亿亩，比10年前增了两倍多；耕地有效灌溉面积超过10亿亩，比10年前增了1亿多亩；农作物耕种收综合机械化率超过了75%。“什么时候都不能轻言粮食过关了，粮食生产须臾不可放松。”潘文博说。
在所有主要粮食作物中，水稻在气候变化中表现出了更强的韧性。而中国科学家在水稻耐热性研究方面取得了重大突破。2025年5月，华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室李一博教授团队发现了一种让水稻“不怕热”的关键基因QT12，并解析了其调控水稻耐高温的机制，研究成果发表在国际学术期刊《细胞》上。
图源：华中农业大学
“与以往的温室筛选、苗期鉴定不同，我们十余年来在大田中对水稻灌浆期这一对高温非常敏感且决定水稻质和量的关键节点进行了大田耐热水稻筛选鉴定。”李一博团队研究人员介绍。
在武汉、杭州和长沙等长江流域典型水稻种植区的大规模田间试验中，研究团队发现，低表达QT12基因可使水稻产量提高54.7%至92.5%豪极资本，同时稻米的垩白率和垩白度均显著下降，外观品质和食味品质双双提升，这一发现为应对气候变化中的粮食安全问题提供了重要解决方案。
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