气候变化对小麦巨环境raybet雷竞技最新的影响
CIMMYT开发了改良小麦种质供发展中国家和新兴国家使用，这些国家的小麦种植面积约为1.1亿公顷(Lantican等，2005年)。雷竞技手机版app为了满足这些不同小麦种植区的需求，CIMMYT使用了超级环境(MEs)的概念(Rajaram et al.， 1994)来针对种质开发。ME的定义是一个广泛的，不一定是连续的，发生在一个以上的国家，经常横贯大陆的地区，由相似的生物和非生物压力例如，种植系统的要求，消费者的偏好，以及为方便起见，按数量生产。图7.1给出了参与IWIN的小麦育种站所分配的MEs (Hodson和White, 2007a)。为特定的ME产生的种质在整个ME中都是有用的，可以适应主要的胁迫，尽管它不一定表现出对所有重要的次生胁迫的良好适应。这些MEs的定义主要基于水分状况(灌溉和雨养)和生长习惯，以及与此相关的温度(春季、兼性和冬季)。发展中国家的小麦种植面积被划分为12个eme，其中ME1-雷竞技手机版appME6被划分为春季
冬天
春天
希尔ME2 Hm ME3 ME4 ME5 HP ME6
兼性ME7
冬天
Me10 me11 me12
图7.1。CIMMYT定义了小麦生产和育种的目标巨环境(MEs)。
ME7-ME9为兼性环境，ME10-ME12为冬小麦环境。由于每个ME对应于这些参数的一个独特组合，每个ME往往与一组特征的非生物和生物应力相关(Braun et al.， 1996)。
Hodson和White (2007a)通过引入额外的地理空间数据扩大了小麦MEs的分类标准，并讨论了全球气候变化对小麦的影响(Hodson和White, 2007b)。raybet雷竞技最新表7.2总结了气候变化对各种新兴市场的预期影响。raybet雷竞技最新预计ME1-ME5地区受影响最大，其中包括亚热带至热带春小麦产区。这些地区估计有900万公顷小麦目前因热胁迫而减产(Lillemo等，2005年)。典型的热应激环境被划分为ME5，主要为潮湿或干燥条件(ME5A和ME5B)。小麦地区已经达到了耐热极限，例如东部地区恒河平原在尼泊尔、印度和孟加拉国，受灾最严重的地区，受灾面积可能会大幅减少。同样，在变暖条件下，ME1的大片区域将过渡到ME5，如Hodson和White所示(本卷第13章，图13.3)。然而，预计二氧化碳驱动的生产力提高将对ME1产生积极影响，同时提高用水效率。
高海拔、高降雨环境(ME2A)的面积将随着为小麦提供适宜温度的海拔带向上移位而减少。埃塞俄比亚的一项农业气候研究(White et al.， 2001)得出的结论是，目前的小麦种植区域大部分是由高温划定的，变暖将大大减少适合小麦的面积。如果现有品种的耐热性能提高2°C，高地周边的小麦面积可增加近一倍。对于巴西酸性土壤地区(ME3)，气温升高将进一步增加与ME5相似的应力。预计全球气候变化对ME4的负面影响最为严重。raybet雷竞技最新干旱和炎热通常是相关的，这种变暖和缺水的结合可能导致低降雨量ME4区逐渐不适合小麦生产。当温度升高2°C时，这一趋势可能会被二氧化碳驱动的生产力和用水效率的提高部分抵消。
哈萨克斯坦、西伯利亚、中国、美国和加拿大ME6北纬45°以上的凉爽高纬度春小麦产区可能受益于全球气候变化的影响。raybet雷竞技最新温暖的气温应该允许更早的播种和减少晚霜的机会。随着寒冷导致冬季死亡的风险下降，一些地区可能会转而种植更高产的冬小麦(ME10-ME12)。这已经在俄罗斯发生了，在传统的春小麦产区，现在冬天种植的小麦比春小麦多(A.I. Morgounov，土耳其，2009，个人交流)。向更北的地区扩张也有可能(奥尔蒂斯等人，2008)。由于整个ME6的低温，二氧化碳可能对生产力和用水效率产生有益影响。
随着冷害风险的降低，兼性小麦(ME7-ME9)(介于春小麦和冬小麦之间)占主导地位的地区应该变得更适合秋冬播春小麦。一些ME7地区将生长适应ME1的品种。这些环境对产量潜力的影响更不确定，但由于生长季节将缩短，这可能为作物多样化开辟新的选择。
表7.3提供了温度升高对小麦、玉米和水稻粮食产量的平均影响的估计。数据提取自Easterling et al.(2007)。在高纬度地区如果采取适应措施，如改变品种、改变播期和从旱作转向灌溉系统，三种谷物的产量都将增加或保持不变。如果不采取这些措施，在气温升高3-5°C的情况下，这三种作物的产量都将略有下降。在低纬度地区，发展中国家几乎所有的小麦、水稻和玉米都是在低纬度地区生产的，如果不采取适应措施，预计随着气温上升，这三种作物的粮食产量都将下降。雷竞技手机版app减产幅度从
表7.2。CIMMYT全球玉米计划和CIMMYT全球小麦计划使用定性(ME1-ME12)和地理空间标准(ME1-ME6)对超级环境(MEs)进行分类。
纬度(北纬及南纬)
小麦面积(万公顷)
Criteriaa
播种时间
主要生物和非生物胁迫0
气候变化对ME的代表性变化及种质资源开发的位置/区域序列raybet雷竞技最新
春小麦
32.0
低雨量灌溉;最冷季度(连续3个月)平均最低气温> 3℃，< 11℃
夏季雨量大;最潮湿季平均最低气温
> 3℃，< 16℃;最湿季(连续3个多湿月)降水量> 250毫米;海拔> 1400米
冬季雨量大;最冷季指最低温度
雨量充沛，酸性土壤(pH < 5.2);raybet雷竞技最新ME2中的气候
温和的秋天
住宿，SR, LR, YR, KB, Alternaria spp。
温和的秋天
住宿，发芽，SR, LR, YR, KB, Alternaría spp.， Septoria spp.， PM, RDC，比亚迪
至于ME2A
温和的秋天
对于ME2A +酸性土壤
雅基山谷，N -气温上升导致大面积的演变
墨西哥;ME5;N -亚热带降水减少
印度河流域，地区限制灌溉;补充灌溉
巴基斯坦;结果在临时干旱时期需要
高产耐旱恒河种质
硅谷、印度;(适用于ME1和ME4);P -减少灌溉
尼罗河流域，由于二氧化碳浓度升高对用水的影响
埃及效率;N -昆虫问题增加
高地东部N -气温上升导致一些地区发生演变
非洲和中东五;N -减少降水导致地区
墨西哥，安第斯向ME4演化
地中海U -降水模式的变化在地区会有海岸、里海等变数的影响;N -极端气候的频率海洋多年来的增raybet雷竞技最新加需要高产潜力、广谱抗病性和耐旱的种质资源
Passo Fundo, N -气温上升导致巴西大片地区演变为ME5;U -地区降水模式的变化将产生不同的影响
继续
纬度小麦区温播
ME (N和S)(百万公顷)标准2制度时间
4A <40°10.0雨量少，冬季雨量温和，秋季为主;平均最低温度> 3°C，
< 11°c;最潮湿季度降水量> 100毫米，
4B <40°5.8雨量少，夏季温带秋季雨量为主;最冷季指最低温度
> 3℃，< 11℃;最潮湿季度降水
4C < 40°5.8大部分残余水分;秋季最冷季平均最低气温
> 12°c， < 18°c;最潮湿季度降水
5A <40°3.9雨量充沛/灌溉，秋热湿润;最冷季平均最低温度> 11°C，
3.2灌溉，低湿度;秋季最冷季平均最低气温
气候变化和锥形-非生物胁迫引起的ME主要生物和代表性变化raybet雷竞技最新
干旱，紫草属，YR, LR, SR, RDC，黑麻蝇，锯蝇，太阳害虫
Settat,摩洛哥;N -气温上升加剧了缺水，
阿勒颇,叙利亚;要么进一步降低产量，要么提高产量
迪亚巴克尔,不经济;P -通过减少水分亏缺
土耳其二氧化碳浓度升高对水资源利用效率的影响
干旱，紫菜属，LR, SR，镰刀菌属。
Marcos Juarez, N -降水模式的变化可能会增加阿根廷的干旱风险
印度印多尔苗期的干旱、高温和灌浆
U -地区降水模式的变化\不同影响
我有
高温，发芽，恒河东部N -温度上升导致尼泊尔大片地区变成了蠕虫平原，不适合小麦种植系统和sporium spp.，印度，农学实践允许小麦早播
孟加拉镰刀菌属;最重要的;N -增加生物压力;在巴西，玻利维亚隆德里纳，二氧化碳浓度升高可能会提高水分利用效率，但与巴拉圭巴西相同的机制意味着小麦风暴潮温度升高，这可能会加剧热应激
Heat, SR, LR Gezira，苏丹;N -气温上升导致尼日利亚卡诺的大片地区不适合种植小麦;N -增加生物压力;U -二氧化碳浓度升高可能提高水利用效率，但同样的机制意味着增加冠层温度，这可能会加剧热应激
>45°11.0中雨/夏季为主;北纬45°;最冷四分之一平均最低温度< -13°C;最暖季平均最低气温> 9°C
兼性小麦
灌溉
温和的冷
秋天
灌溉时，往往只有补充灌溉
温和的冷
秋天
> 600毫米雨量;媒介冷
温和的冷
秋天
600毫米的降雨量
中度秋寒棕斑，黑森蝇，FHB，光周期敏感
西伯利亚;哈尔滨,中国
P -气温上升使得小麦在高纬度地区生产，因此小麦面积可能扩大;延长生长季节使边缘地区变得有生产力;P -降低冬杀风险，可转化为更高产的冬小麦
河南,中国
土耳其;伊朗;中亚;阿富汗
YR, Septoria spp.， PM, FHB, RDC，光周期敏感性
智利人,智利
过渡区和Trace，土耳其
U -降低冷胁迫使秋播春小麦得以种植，这可能会降低产量潜力，但缩短生长期，为多样化种植制度提供了更多选择;P -由于二氧化碳浓度升高对水利用效率的影响，灌溉减少
U -降低冷胁迫使秋播春小麦得以种植，这可能会降低产量潜力，但缩短生长期，为多样化种植制度提供了更多选择;P -由于二氧化碳浓度升高对水利用效率的影响，灌溉减少;N -临时干旱补充灌溉需要适应ME7和ME9的种质资源
U -降低冷胁迫使春小麦得以生长，可能降低产量潜力，但缩短生长季节;U -增加生物压力
U -地区降水模式的变化将产生不同的影响;N -极端气候频率逐年增加，需要高raybet雷竞技最新产潜力、广谱抗病性和耐旱的种质资源
继续
表7.2。继续
小麦区
温度播种制度
时间
小雨量< 400毫米，冬/春雨量适中，冷为主
秋天
冬小麦
灌溉
严寒秋
常补重寒秋灌
面积少于高降雨量/灌溉，发达国家季节长不显著雷竞技手机版app
面积在雨量少/灌溉高，发达国家季节短的国家不显著雷竞技手机版app
严寒秋
严寒秋
气候变化和锥形-非生物胁迫导致的ME主要生物和代表性变化raybet雷竞技最新
西部和中部干旱、寒冷、炎热U -减少的冷胁迫使春小麦生长，在籽粒填充，YR，亚洲;北方可能降低产量潜力，但缩短产量
CB、LR、SR、非洲(主要生长季节;U -地区降水日晒、RDC、非矮型的变化会产生不同的影响;P -
线虫栽培品种)通过升高的影响减少水分亏缺
二氧化碳对水资源利用效率的影响;N -气温上升加剧了缺水，要么进一步降低产量，要么使生产变得不经济
冬杀，YR, LR，北京，中国P -暖冬降低冬杀严重程度，PM，比亚迪提高产量;N -春夏温暖，籽粒灌浆加快;P -由于CO升高对水利用效率的影响，灌溉减少
冬杀，YR, SR，比亚迪，CB, LS, RDC, sunnpest, Nem
土耳其;伊朗;中亚
中欧和西欧;美国西北
P -暖冬减少冬杀的严重程度，增加产量;N -春夏温暖，籽粒灌浆加快;P -由于二氧化碳浓度升高对水利用效率的影响，灌溉减少
P -暖冬减少了冬季捕杀的严重程度
冬杀，发芽，LR, SR, PM, FHB, Septoria spp.，比亚迪
东南部
欧洲，朝鲜，中国
P -暖冬减少了冬季捕杀的严重程度
低降雨量300之间，严寒秋冬，
安卡拉,土耳其;P -暖冬减少冬季捕杀的严重程度;P -
灌浆期450 mm干旱、高温、缺锌、YR、SR、CB、sunnpest、Nem、RDC
西亚和中亚(在土耳其和伊朗主要种植非矮秆品种);中国
通过提高二氧化碳对用水效率的影响，减少水亏缺;N -严重干旱年份增加;N -昆虫问题增加
湿润状态是指在作物周期之前和期间的降雨。高，> 500mm;低，< 500 mm. b温度状态:热，最冷月份平均温度> 17.5℃;冷，< 5.0°C。
c生物胁迫:比亚迪、大麦黄矮;CB，普通短打;FHB，镰状头疫病;KB，短打;LR，叶子或褐色锈;LS，松散黑穗病=根部病变线虫;PM，白粉病;RDC，根病复合体;SR，茎或黑锈;YR，条纹或黄锈。 d Change in ME: N, negative; P, positive; U, unknown (adopted from Hodson and White, 2007b).
黑粉菌属tritic;呃，谷类囊肿和
表7.3。来自69篇论文的玉米、小麦和水稻谷物产量对温度升高的平均敏感性(表示为当前产量增加(+)或减少(-)的百分比)。站点被分配为低纬度或中高纬度，实验被分为有(+)或没有(-)适应措施来补偿温度升高(见Easterling etal。，查阅完整的参考书目)。
中高纬度站点低纬度站点
温度升高(℃)温度升高(℃)
表7.3。来自69篇论文的玉米、小麦和水稻谷物产量对温度升高的平均敏感性(表示为当前产量增加(+)或减少(-)的百分比)。站点被分配为低纬度或中高纬度，实验被分为有(+)或没有(-)适应措施来补偿温度升高(见Easterling etal。，查阅完整的参考书目)。
中高纬度站点低纬度站点
温度升高(℃)温度升高(℃)
作物 |
适应measuresa |
1 - 2 |
2 - 3 |
3 - 5 |
1 - 2 |
2 - 3 |
3 - 5 |
小麦 |
+ |
20. |
18 |
5 |
7 |
-14年 |
-25年 |
- |
5 |
5 |
-18年 |
4 |
-24年 |
-40年 |
|
区别 |
15 |
13 |
23 |
11 |
10 |
15 |
|
玉米 |
+ |
10 |
0 |
0 |
6 |
0 |
－10 |
- |
0 |
3 |
9 |
7 |
-20年 |
-35年 |
|
区别 |
10 |
3. |
9 |
13 |
20. |
25 |
|
大米 |
+ |
7 |
20. |
6 |
10 |
15 |
0 |
- |
0 |
5 |
9 |
－2 |
8 |
-20年 |
|
区别 |
7 |
15 |
15 |
12 |
23 |
20. |
a在这些研究中，适应措施包括改变播期、改变品种以及从雨养条件转向灌溉条件。研究涵盖了降水变化和二氧化碳浓度的范围，它们在如何代表气候变率的未来变化方面显然有所不同。raybet雷竞技最新
a在这些研究中，适应措施包括改变播期、改变品种以及从雨养条件转向灌溉条件。研究涵盖了降水变化和二氧化碳浓度的范围，它们在如何代表气候变率的未来变化方面显然有所不同。raybet雷竞技最新
当温度升高2℃时，水稻产量为2%;当温度升高5℃时，小麦产量为40%。通过采取适应措施，气温升高2°C将提高所有三种谷类作物的产量。温度升高5°C对水稻产量没有影响，但玉米产量平均将减少10%，小麦产量平均将减少25%。对于所有三种温度情景下的三种作物，与没有适应措施的产量相比，适应措施将使产量平均提高10-25%。
ME的静态定义的一个缺点是，它没有考虑到ME往往每年都在变化，并且在天气模式中波动的事实。这对于ME2(高降水春小麦)和ME4(雨养春小麦，低降水春小麦)以及ME1(灌溉)和ME5(高温灌溉)地区尤其重要。ME2或ME4条件发生的频率因地点而异。raybet雷竞技最新气候变化可能会增加风暴、干旱和洪水、极端天气、改变水循环和降水的强度和频率(Ortiz et al.， 2008)。这种气候脆raybet雷竞技最新弱性将威胁农业系统的可持续性，特别是在发展中国家。广泛适应、耐压的品种，加上可持续作物和自然资源管理，将为农民提供应对气候变化的手段，并使全世界的消费者受益。raybet雷竞技最新
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