气候变化如大气CO₂浓度增加、气候变暖与降水强度增加，可能使世界许多地区的农业和自然生态系统无法适应或不能很快适应这种变化，使其遭受很大的破坏性影响，造成大范围的森林植被破坏和农业灾害。在农业上，气候变化主要影响农作系统(如水稻-小麦轮作)中作物生长与其可持续性发展，进而对我国粮食安全产生不利的影响。 

中国科学院水生植物与流域生态重点实验室农业环境生态学科组博士生刘闯在武汉植物园陈防研究员、刘毅副研究员与英国洛桑研究所Lianhai Wu研究员等老师共同指导下，通过作物生长模型-SPACSYS系统模拟与研究了气候变化对我国南方水稻-小麦作物系统下作物生产、环境效应及其综合适应策略。结果表明：1）SPACSYS作物生长模型能够有效模拟小麦和水稻的产量、地上生物量和氮素循环；2) 氮肥管理以及播种或移栽日期的改变可以大大减轻冬小麦-水稻轮作系统的产量损失和氮素贡献效率（ANCE）的降低；3) 生长季节的变化以及氮素管理的实践可能有助于缓解气候变化的进程；4) 推迟小麦播种和提前移栽水稻可以减少氮的淋失；5）气候变化与增施高量氮肥将间接增加水稻生长季N₂O排放。该研究为我国南方水稻-小麦农田生态系统应对未来气候变化方面提供了理论基础。 

相关研究成果以“Climate change and environmental impacts on and adaptation strategies for production in wheat-rice rotations in southern China”为题，发表在农林专业领域JCR TOP 10 % (IF5Y = 5.142) 国际著名学术期刊《Agricultural and Forest meteorology》上。武汉植物园和英国洛桑研究所共同参与了该研究。研究工作得到了国家基础研发专项(2016YFD0200108), 农业农村部公益性行业专项(20150312203), 国家留学基金委《2018年中英联合博士生创新基金》 (201802527008) 和英国生物技术与生物科学研究理事会(BBSRC)“Soils to Nutrition” (S2N, BBS/E/C/000I0320 and BBS/E/C/000I0330)等项目的资助。 

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2020.108136 

稻麦轮作应对气候变化的管理策略示意图