面对全球变暖，世界面临着更多的气候变化和极端事件，突然的环境变化给和世界各地的粮食生产增加了额外的压力。因此，弄清楚作物种植和收割地区如何应对这些压力因素至关重要，这些压力因素可能会给生产带来“冲击”——或者换句话说，突然的、统计上显着的作物减产。
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就粮食稳定性而言，这些生产冲击是一个大问题，的许多作物——如玉米、棉花、大豆和小麦——都因这些冲击而更频繁地减产。
由特拉华大学的 Dongyang Wei 领导的 一项发表在《自然可持续性》科学杂志上的新研究研究了这些生产冲击，特别是它们如何受到种植和收获区域变化的影响。
地理与空间科学系 和 植物与土壤科学系的助理教授 Kyle Davis 以及 UD 数据科学研究所的常驻教员是该论文的协调作者。
地理与空间科学系博士研究生魏说，之前的研究主要集中在作物产量以及产量变异性如何影响产量，但很少有研究关注种植和收获区域的作用。因为产量是农民种植面积(种植面积)、收获面积(收获面积)和该地区作物产量的综合结果，所以评估所有这三个方面很重要这些因素在评估生产稳定性时。
“我们所做的是关注这个世界上最大的谷物生产国和出口国，看看这三个组成部分——作物产量、种植面积和收获面积——如何影响粮食生产的稳定性，以及它们在多大程度上与极端气候，”魏说。
在这项研究中，研究人员查看了七种作物的县级数据：大麦、玉米、棉花、高粱、大豆、春小麦和冬小麦。
这些是种植的主要农作物，约占该国农田总面积的 70%。除了被广泛生产之外，它们还拥有大量涵盖很长一段时间的现成数据。因此，研究人员能够查看 1978 年至 2020 年的数据集。
“农业是最直接受到气候变化影响的部门之一，”戴维斯说。“了解作物生产的稳定性如何受到产量、种植面积和收获面积变化的影响——以及这些影响在作物之间可能有何不同——对于在气候变化和极端气候事件不断加剧的情况下更有效地适应农业至关重要。东阳的研究对我们理解这一主题做出了重要贡献。”
他们使用时间序列数据和统计方法来检测冲击发生的频率，发现种植和收获区域的冲击与研究作物一半以上的生产冲击同时发生。
然后，他们研究了这三个组成部分中的每一个对生产冲击规模的贡献程度，发现虽然产量波动对玉米、棉花、大豆和冬小麦的其他两个组成部分的贡献更大，但种植和收获面积的变化在大麦、高粱和冬小麦的生产冲击幅度中发挥更重要的作用。
魏说这很重要，因为它表明研究人员应该关注所有三个变量，而不是仅仅关注产量而忽视种植和收获面积。
“当我们面临气候变化加剧和气候对粮食系统的破坏时，我们希望提高考虑所有三个组成部分的重要性，”魏说。“产量很重要，但只关注产量稳定性会严重限制解决方案空间。如果我们想在使农业适应气候变化方面具有更大的灵活性，我们也应该关注稳定播种和收获面积的方法。生产者对种植模式的决定可以在稳定粮食生产方面发挥关键作用。”
