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玉米是中國三大主糧作物之一,產量占全國糧食總產量的近40%。隨著全球氣候變化加劇,極端高溫、干旱等氣象災害頻發嚴重威脅北方玉米主產區的穩產能力。第六次國際耦合模式比較計劃(CMIP6)是評估未來氣候變化的重要數據來源,但存在較大不確定性。如何提升氣候變化預測能力,精準評估氣候變化對玉米產量的影響,對制定氣候變化適應性策略,保障糧食安全具有重要價值。

best365英國體育在線沈彥軍研究組,基于41個CMIP6氣候模式,評估了8種多模式集合方案在中國的表現,創新提出了偏差訂正-模式優選-加權融合的網格尺度多模式集成方案(GBQ)。該方案顯著提升了區域氣候時空特征模擬的綜合性能。相關成果以“Multi-model ensemble enhances the spatiotemporal comprehensive performance of regional climate in China”為題發表于Remote Sensing期刊上。博士生王妍為第一作者,張曉龍助理研究員為通訊作者。

研究團隊通過整合分析氣象觀測與統計年鑒數據,明確了營養生長期高溫積溫(HDD)與生殖生長期持續干旱日數(CDD)為華北地區夏玉米產量波動主導因子,高溫積溫為東北春玉米的核心限制因子。基于GBQ方案預測未來氣候數據,發現2040年前華北夏玉米營養生長期HDD增速顯著,生殖生長期CDD同步增加;東北春玉米HDD將快速上升。研究警示未來20年需重點關注高溫與干旱的疊加風險。研究進展以“Climate extremes are critical to maize yield and will be severer in North China”為題發表在Climate Risk Management期刊上。博士生王妍為第一作者,沈彥軍研究員為通訊作者。

以上研究進展為CMIP6模式篩選提供了科學框架,為我國北方玉米產區應對氣候變化、優化種植管理及災害預警提供了關鍵理論支撐。以上研究得到了國家重點研發計劃項目(2021YFE0100700)、中國科學院戰略先導專項(XDA28020503)、國家自然科學基金項目(42230508,42471041)、河北省自然科學基金創新群體項目(D2021503001)和面上項目(D2024503012)以及第三次新疆綜合科學考察計劃(2022xjkk0100)的資助。

圖1 不同CMIP6多模式融合方案對比

圖2 玉米產量波動的敏感氣象因子的未來變化趨勢。(a)、(b)為分別為華北夏玉米營養生長期的高溫積溫和生殖生長階段的持續干旱日數,(c)、(d)分別為東北春玉米營養生長階段和生殖生長期的高溫積溫

全文鏈接:

Wang Y.,Shen Y-J.,Wang L.,Guo Y.,Cheng Y.,Zhang X. Multi-Model Ensemble Enhances the Spatiotemporal Comprehensive Performance of Regional Climate in China. Remote Sensing,2025,17, 582. https://doi.org/10.3390/rs17040582.

Wang Y; Shen, Y-J., Yu S, Zhang X., Xiao D. Climate extremes are critical to maize yield and will be severer in North China. Climate Risk Management, 2025, 48: 100710. https://doi.org/10.1016/j.crm.2025.100710.