水稻种植带北移，是福是祸？

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气候变化导致中国水稻的种植地域在30年时间内向北方的高纬度、高海拔地区迁移了24公里。仅从水稻种植面积的扩大看，是一件好事，但气温升高也会造成水稻减产和水稻品质的下降。

一水稻种植地（新华社/图）

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张田勘

中国农业科学院的研究人员在2021年6月的《环境研究通讯》上发表论文指出，中国水稻的种植地域在30年的时间内向北方的高纬度、高海拔地区迁移了24千米，导致这一变化的主要原因是气候变化。

水稻是中国人的主要食粮，超过一半的人吃大米。中国的水稻无论是种植面积还是产量，都高于小麦、玉米等谷物，这也符合中国有一多半人口主要吃大米的饮食习惯。

此前，不只是水稻，其他农作物基于气候变化的原因也出现了种植区域向北方高寒地区迁移的情况。不过，这些研究有的是采用气象模拟条件作为参数，有的是采用水稻分布情况分析水稻种植可能向北迁移，因此研究难以得出现实中的水稻种植区域向北迁移的真实情况。

此次发表的研究是采用中高空间分辨率遥感影像反演的长时间序列水稻时空分布数据集，利用核密度估计算法提取并定量分析了水稻种植北界的分布及演变规律，得出了中国水稻种植实际向北迁移的结论。

具体情况为，在过去30年间，中国水稻种植北界向高纬度、高海拔地区明显迁移。其中，向高纬度地区平均迁移了24.93千米，最大迁移距离为88.01千米；向高海拔地区平均迁移了39.15米，最大迁移距离为117.08米。

水稻种植面积向北扩大有多种原因，如收益、农业政策、灌溉条件、旱育稀植技术等，但对水稻种植北界区域水稻扩张起主要作用的是气温增高，平均温度每升高1%，水稻种植北界区域的水稻种植面积将增加2.24%。

从水稻种植面积的扩大看，是一件好事，因为种植面积扩大，水稻的产量也会增加，能为更多的人提供食粮，对于粮食安全有益。且气候变化不只是影响中国，也影响到其他国家的水稻种植，如果这种情况在全球都一样，也会增加全球的水稻种植面积。这对于全球以大米为主食的35亿人也是一件大好事（全球以小麦为主食的人口有25亿）。

不过水稻面积向北扩大增加产量只是一方面，另一方面，气温升高，也有可能造成水稻减产和水稻品质降低，这一增一降，可能会抵消水稻种植面积向北扩大带来的收益。

美国北卡罗来纳州立大学和国际水稻研究所的一个跨国研究团队于2021年6月22日发表在美国《国家科学院院刊》上的一项研究显示，温暖的夜晚会改变水稻的生物节律，有数百个基因比平时表达得早，而其他数百个基因比平时表达得晚。这些因素会让水稻的生物钟失控，因而可能导致水稻减产。

作物的生长是动态的，有其自身调节生长的规律和过程，在黎明前为光合作用做准备，在傍晚时结束，精准确定它们如何生长和消耗能量。这个国际研究团队在菲律宾的两个地点以不同方法控制不同区域的温度对水稻生长进行了研究。

一个小组将试验田保持在高于环境温度2摄氏度的温度，并在一天内每3小时从水稻植株中取样。另一个小组在对比地块不加热，但采用相同的取样方式。这些测试重复4次。结果发现，当夜间温度较高时，水稻中有一千多个基因表达时间出现异常。在更热的夜晚可导致水稻的数百个基因，包括许多与光合作用相关的基因，在白天晚些时候变得活跃。与此同时，水稻的其他几百个基因在晚上比平时更早地变得活跃，由此扰乱了水稻最佳产量所需的精准调节时间。

这些结果意味着，当夜晚比白天更热时，水稻中负责调节所有生长的基因生物钟会产生混乱，从而干扰水稻的发育，并可能减少水稻的产量。这些受到影响的水稻基因受24个转录因子的调控。24个转录因子中，有4个被认为最有希望用于未来的研究。当然，下一步要明确，究竟气候变暖会导致多少数量的水稻减产。

此前国内外一些研究表明，气温升高对水稻的产量和营养都确实有负面影响。在平均气温上升1摄氏度时，水稻的生育期将缩短14-15天。目前的水稻品种分孽速度会由于生育期缩短而加快，造成有效分孽减少，引起水稻穗重和总干重下降，降低水稻产量。同样，小麦、玉米等产量也会受气温升高的影响。

气候变暖还会直接影响水稻的质量和外观。在水稻的开花至成熟阶段，如果持续高温可明显缩短水稻的成熟天数，收割后的稻米籽粒出现充实不良、籽粒不饱满、胚透明度低和精米率降低，同时米粒无光泽。而且，水稻灌浆结实期间气温较高，收获后的水稻煮出的米饭较硬。反之，在水稻灌浆结实期间气温凉爽，昼夜温差大，收获的水稻做成的米饭味道更香。另外受高温影响的大米，营养成分也较低。

气候变化造成水稻北迁，扩大了水稻种植面积，但也对温带和热带传统水稻种植区的水稻产量和质量带来挑战。因此，下一步可能需要采取必要的措施，如选育新品种，以应对气候变化的挑战。

编辑|朱力远 视觉|汪韬 

记得加小千为星标，不遗失彼此。本文首发于2021年8月15日《南方周末》，原创作品欢迎转载，转载请与后台联系。

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