Science Bulletin：过去200年温度变化对我国粮食产量影响
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中国在很长时间段都是传统农业大国，而东南地区是中国的主要粮食产区，该地区也是东亚季风核心区。温度是影响粮食产量的一个重要气候要素。除气候影响以外，社会动荡也会对农业产生大的影响。但是高分辨率历史气候记录、尤其是暖季温度记录的贫乏，使得评估二者的相对贡献比较困难。
南京大学地理与海洋科学学院史江峰副教授研究团队在Science Bulletin 2017年第1期发表了最新文章:
Jiangfeng Shi, Jinbao Li, David D. Zhang, Jingyun Zheng, Shiyuan Shi, Quansheng Ge, Harry F. Lee, Yesi Zhao, Jie Zhang, Huayu Lu. Two centuries of April-July temperature change in southeastern China and its influence on grain productivity. Science Bulletin, 2017, 62(1):40-45
文章通过东南地区年分辨率的区域树轮宽度年表，恢复了中国东南地区的暖季温度变化，在此基础上讨论了粮食收成与温度变化及社会动荡的关系。
本文分别在江西、浙江和安徽3个高海拔采样点采集了黄山松树木年轮样品，建立了一条200多年的区域树轮宽度年表。
利用该年表重建了该区域过去227年的4-7月平均温度。
由重建结果可知，研究区暖季温度自19世纪80年代以来波动上升，并在2000年以后达到了过去200年的最高水平。本文的重建序列可以代表中国东部大部分地区的暖季温度变化。该序列与全国尺度的6-8月树轮温度重建结果呈显著正相关，但在一些时段也出现了较为明显的差异。造成这些差异的原因是全国尺度重建的树轮数据主要来自西部地区，而唯一一条东南地区树轮年表主要包含冷季温度信号。
本文还将重建温度序列与1730-1978的全国粮食收成序列进行了对比。该收成序列反映的是夏收(4月播种，7月收割)收成的逐年变化。其数据源在空间分布上偏重于中国东部地区，与本文重建温度代表的时空范围均相吻合(图1)。
图1 重建温度和格点温度的空间相关分析。绿色点为66个粮食产量重建点。重建温度的空间代表性和粮食产量的空间范围比较一致。
对比结果表明，大部分时段重建温度与收成序列在年代际尺度上具有较好的对应关系，但是在1920-1949年时段出现了明显偏离，这一偏离的持续时间之长、幅度之大在168年的对比时段内是绝无仅有的(图2)。这一时段的农业生产衰退无法用气候要素解释，因而很可能主要源于社会动荡。从这一意义上说，本文在很大程度上剥离了暖季温度对粮食产量的影响，得以揭示和评估社会动荡对农业生产所起到的作用。
图2 4-7月温度和中国尺度粮食收成成数的关系。(a) 4-7月平均温度和粮食收成的散点图； 红点代表民国时期的1920-1949年时段。(b) 4-7月平均温度和粮食收成的对比；蓝色条带区为1920-1949年。
国家自然科学基金(41271210)、国家重点研发计划(2016YFA0600503)、中央高校基本科研业务费项目(20620140083)、江苏高校优势学科建设工程项目、江苏省高校协同创新中心、联合国教科文组织(4500193250)共同资助。
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