摘 要:土地系統和氣候作為農業生產的核心要素,關係到耕地質量優劣,是農作物產量變化的關鍵驅動因子。然而,宏觀尺度耕地演變與氣候變化對糧食潛在產量的影響機制尚缺乏科研的量化模型。本文採用土地系統演變與氣候變化耦合的建模思路,構建了GM-FLUS模型模擬中國未來40年土地系統變化,並據此改進全球農業區劃模型(GAEZ),估算了國際耦合模式比較計劃第六階段(CMIP6)在SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5等四種情景下未來40年的中國水稻潛在產量及其空間分佈,分析了水稻潛在產量的時空變化格局及其驅動因素, 並據此提出了相應的增產策略。研究結果顯示: (1) 總體上,2020~2060年,中國水稻的潛在產量在SSP1-2.6和SSP3-7.0情景下呈現出增加的趨勢,在SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下呈現出減少的趨勢;按照中國「力爭2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和」的开展戰略, 與SSP1-2.6情景較為相近,水稻產量相對穩定。(2) 在中國耕地保護政策下,2020~2060年水田面積的變化幅度較小,水稻潛在產量變化主要受氣候影響。根據四種氣候變化情景,氣溫均呈現上升的趨勢,且在長江中下游、四川盆地及周邊地區等水稻主產區對水稻潛在產量起負向作用;降水量在SSP1-2.6、SSP3-7.0情景和SSP2-4.5、SSP5-8.5情景,分別呈穩定增加、波動降低趨勢,且降水量與水稻潛在產量的關係以正相關為主。(3) 未來在注重水田保護的基礎上, 應注重培育耐高溫的水稻品種,採取防高溫措施來應對未來氣溫升高對水稻產量的影響。同時, 仍需健全灌溉與排澇設施, 確保「旱能灌、澇能排」。
關鍵詞:土地系統,SSPs,GAEZ,水稻潛在產量,糧食安全