農(nóng)作物時空格局動態(tài)變化規(guī)律、過程和機(jī)理研究是氣候變化與可持續(xù)科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。受氣候變化及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展等諸多因素的影響，中國水稻空間格局發(fā)生了顯著變化。水稻種植北界作為水稻種植的最北部界限，受自然環(huán)境的影響較大，對氣候變化最為敏感，探究水稻種植北界的遷移規(guī)律及機(jī)制有助于深刻理解水稻種植與氣候變化的交互作用，對調(diào)整水稻空間布局及確保糧食安全具有重要意義。但目前相關(guān)研究主要集中于兩方面，一是基于氣象條件模擬的水稻適宜種植北界，其難以體現(xiàn)氣候變化與水稻實(shí)際種植的交互作用；二是基于水稻分布對水稻種植北界的定性分析，其缺乏對水稻種植北界的變化規(guī)律及驅(qū)動機(jī)制的定量評估。

 

　　針對這一問題，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊基于中高空間分辨率遙感影像反演的長時間序列水稻時空分布數(shù)據(jù)集，利用核密度估計算法提取并定量分析了水稻種植北界的分布及演變規(guī)律。應(yīng)用空間面板模型，解析了水稻空間格局演變的驅(qū)動機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)過去三十年間，中國水稻種植北界呈顯著地向高緯度、高海拔地區(qū)遷移的趨勢。其中，向高緯度地區(qū)平均遷移了24.93 km，最大遷移距離為88.01 km；向高海拔地區(qū)平均遷移了39.15 m，最大遷移距離為117.08m。社會經(jīng)濟(jì)因素（例如，收益、農(nóng)業(yè)政策、灌溉條件、旱育稀植技術(shù)）對水稻種植北界區(qū)域水稻擴(kuò)張有一定的促進(jìn)作用，其中增溫對水稻種植北界區(qū)域水稻擴(kuò)張的驅(qū)動作用最強(qiáng)（平均溫度每升高1%，水稻種植北界區(qū)域的水稻種植面積將增加2.24%）。這意味著溫度升高使得水稻適宜種植區(qū)向高緯度地區(qū)擴(kuò)張，而經(jīng)濟(jì)驅(qū)動及技術(shù)的進(jìn)步使得水稻種植北界北移從而適應(yīng)氣候變化。

 

　　該研究成果在線發(fā)表在《Environmental Research Letters》（IF=6.096）上，梁社芳博士研究生為第一作者，楊鵬研究員為通訊作者。本研究獲得國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體項目、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程項目的共同資助。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1088/1748-9326/abfac0

　　圖：1984-2013年水稻種植空間分布及水稻種植北界空間分布（a圖），水稻擴(kuò)張驅(qū)動因素（b圖）。