農(nóng)作物時(shí)空格局動(dòng)態(tài)變化規(guī)律、過(guò)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(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等諸多因素的影響，中國(guó)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(duì)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(duì)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(duì)水稻種植北界的定性分析，其缺乏對(duì)水稻種植北界的變化規(guī)律及驅(qū)動(dòng)機(jī)制的定量評(píng)估。

 

　　針對(duì)這一問(wèn)題，中國(guó)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(duì)基于中高空間分辨率遙感影像反演的長(zhǎng)時(shí)間序列水稻時(shí)空分布數(shù)據(jù)集，利用核密度估計(jì)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(dòng)機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)過(guò)去三十年間，中國(guó)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(shì)。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(huì)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(duì)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(duì)水稻種植北界區(qū)域水稻擴(kuò)張的驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程項(xiàng)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(dòng)因素（b圖）。