簡談玉米種植
美國玉米帶的玉米產(chǎn)量對天氣的敏感性是否正在變化。
因為這種具有重要經(jīng)濟(jì)價值的作物對干旱很敏感,并考慮到研究區(qū)域的極端高溫和水汽壓匱乏預(yù)計將大幅增加,這一點令人特別關(guān)切。
運用時間變異性和縣一級空間變異性兩種實證方法尋求玉米產(chǎn)量對干旱敏感性變化。其中,干旱條件的時間變異性來自于天氣的變化,而縣一級空間變異性則是由天氣和土壤中植物可利用蓄水量(PAWS)差異共同驅(qū)動。

2012年
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2012年,研究區(qū)域經(jīng)歷了一次嚴(yán)重的干旱,降水異常少,并高暴露于極端高溫天數(shù)(EDDs)。平均敏感性結(jié)果顯示:
在10 ~ 30℃之間,高生長期天數(shù)(GDDs)對玉米產(chǎn)量有顯著的正效應(yīng);EDDs具有顯著的負(fù)向效應(yīng),與已有研究一致;
4 ~ 8月達(dá)到650 mm的降水是具有積極作用的,盡管在10 ~ 90%的置信區(qū)間內(nèi)包括了零作用;
而650 mm以上的過量降水有強烈的負(fù)面影響。

面板模型能夠辨別平均天氣敏感性,但它無法準(zhǔn)確估計這些敏感性隨時間的變化。這些結(jié)果強調(diào)了,僅依靠縣級尺度的天氣異常情況,很難通過實證估計近幾十年來天氣敏感性的變化。

空間分析
研究轉(zhuǎn)向進(jìn)行縣一級空間分析。
首先考慮產(chǎn)量對PAWS的敏感性,因為這個變量決定了在經(jīng)歷干旱壓力時地區(qū)的適應(yīng)策略傾向。
通過原始PAWS和Scalable Crop Yield Mapper(SCYM)產(chǎn)量數(shù)據(jù)比較表明較高的PAWS對產(chǎn)量有積極影響。
通過回歸模型估計,每增加100 mm的PAWS平均可以增加0.30 t ha?1的產(chǎn)量。
而在生長季中,每降雨100 mm可增加產(chǎn)量0.1 t ha – 1,這也再次強調(diào)了土壤對于應(yīng)對干旱的重要性。

在推斷時間變化中,發(fā)現(xiàn)在1999年至2018年期間,觀察到靈敏度持續(xù)且顯著增加。
2012年P(guān)AWS對產(chǎn)量至關(guān)重要,與該研究期間最大的氣象干旱同時發(fā)生。
根據(jù)對不同的州回歸分析,發(fā)現(xiàn)這些地區(qū)作物產(chǎn)量對PAWS敏感性是普遍的增加。其中,基線敏感性最高的三個州(MO, SD, IL)表現(xiàn)出了最大的敏感性增幅,但即使是最濕潤的州也表現(xiàn)出了一定程度的敏感性增幅。轉(zhuǎn)自(螺灣工作室)