文章信息
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文章标题：Mitigating the effects of extreme weather on crop yields: insights from farm management strategies in the Netherlands
标题译文：减轻极端天气对作物产量的影响：来自荷兰农场管理策略的见解
发表期刊：Environmental Research Letter
在线时间：2024.09.06
通讯作者：S van der Veer
作者单位：Performance and Impact Agrosectors, Wageningen Economic Research, Droevendaalsesteeg 4, 6708 PB Wageningen, The Netherlands
研究背景
Background
气候变化导致的极端干旱和湿润条件预计将增加，这可能会严重影响作物产量和国家粮食生产。尽管已有研究关注极端天气对作物产量的影响，但这些研究大多集中在国家、次国家或区域层面，很少有研究关注田间层面。田间层面的管理策略，如灌溉和施肥，有潜力缓解极端天气对作物的影响，但这些策略在现有评估中并未得到充分考虑。本研究使用独特的田间层面数据集，填补了文献中的空白，探讨了极端天气与作物产量之间的及时关系。
研究使用了荷兰矿物政策监测计划（LMM）框架内收集的2006-2022年田间数据，数据集包括了10种不同作物的产量信息，以及土壤类型（以沙土或黄土的比例表示）、灌溉量、氮肥和磷肥施用量，从荷兰皇家气象研究所（KNMI）收集每日降水和潜在蒸散发（PET）数据。使用逆距离加权插值（IDWI）方法，根据它们与站点的距离计算气候变量的加权平均值，使用标准化降水蒸散指数（SPEI）来量化极端天气事件。
主要结果
Results
通过固定效应回归模型估计，显示在生长和收获期间的干旱以及种植和生长期期间的过多降水对作物有显著影响。严重干旱对所有作物的产量都有明显的减少（p ≤ 0.05），与生长期的平均产量相比，产量减少了高达24%；8种作物因种植期间严重的水分过多而产量显著下降，产量减少了高达18%。沙土或黄土等土壤类型会放大干旱对作物产量的负面影响，而减轻过多降水的影响，灌溉在一定程度上减少了极端天气对作物产量的影响，而养分管理的作用较小。
文章图表
Figures & tables
Fig 2. 模型潜在的因果假设图。
Fig 3. 在种植（上）、生长期（中）和收获期（下）期间，严重干旱（SPEI = -2；红色）和严重水分过多（SPEI = 2；蓝色）情况下，所有十种作物的预测产量变化（与平均产量的百分比变化）。须线显示90%置信区间。
Fig 4. 糖用甜菜（左）和玉米（右）在生长期SPEI-3的不同值下相对于SPEI = 0的作物产量变化预测。不同线条表示不同土壤类型（轻土壤类型指的是100%沙土或黄土，重土壤类型指的是100%粘土或泥炭）下干旱的影响。阴影区域表示90%置信区间。百分比产量变化是指相对于该作物平均产量的变化。
Fig 5. 不同灌溉量下，收获马铃薯（左上）、种用马铃薯（右上）和淀粉马铃薯（下）在生长期SPEI-3不同值相对于SPEI = 0的作物产量变化预测。中灌溉量和高灌溉量是主观的，基于非零灌溉值的中位数和90百分位数。阴影区域表示90%置信区间。百分比产量变化是指相对于该作物平均产量的变化。
Fig 6. 草地（左）和玉米（右）在生长期（草地）和种植期（玉米）相对于SPEI = 0的作物产量变化预测。不同线条表示不同氮（上）和磷（下）应用量下干旱的影响，这些量是主观的，基于氮和磷值的10百分位数、中位数和90百分位数。阴影区域表示90%置信区间。百分比产量变化是指相对于该作物平均产量的变化。
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