全球变化研究国家重大科学专项中唯一的农业项目——“气候变化对我国粮食生产系统的影响机理及适应机制研究”项目9月7日正式启动了。科学家们将通过对我国过去50年和未来40年气候变化对粮食生产系统影响的研究，提出我国应对气候变化的粮食生产发展政策与措施，为我国制定应对气候变化的粮食生产政策与行动提供理论依据和决策支持。从确保国家粮食安全的高度出发，这一专项研究具有重大的科学价值和深远的战略意义。为此，在项目启动会上，记者采访了首席科学家、中国农科院副院长唐华俊研究员。
记者：未来相当长时间里，我国粮食消费需求刚性增长的趋势不可逆转，而以全球变暖为主要特征的全球气候环境变化已经显著地影响粮食生产的稳定性。在这种情况下开展“气候变化对我国粮食生产系统的影响机理及适应机制研究”具有重要意义，此次的重大专项有哪些突出特点？
唐华俊：全球变化研究重大科学研究计划不同于以往的相关研究，项目研究既要强化全球视野，又要突出中国特色；既要瞄准国际前沿，又要寻求重点突破；既要吸收消化国内外已有研究成果，又要注重原始创新突破。我们会通过强化项目内部各课题之间、重大研究计划各项目之间、与其他学科专业之间，以及与国外一流科研院所之间的交流与合作，促进多学科的交叉和综合，实现重大原始创新成果的产出。
此次项目的研究时间尺度前后将跨越近百年。该项目以粮食生产系统整体为研究对象，从资源要素（水分、热量、土壤肥力、作物品种）、生产过程、灾害影响和产出等系统构成出发，开展粮食作物和气候变化相互关系研究。突出定性与定量研究的结合、自然科学与社会经济科学的结合、宏观与微观研究的结合。采用多尺度、多层次、多学科交叉的研究方法，研究揭示粮食生产系统资源要素与区域作物布局协同演化机理，定量评估粮食生产适应气候变化的能力；研究建立粮食生产系统灾变理论与技术，定量预测气候变化介导的灾害对粮食生产的影响；融合气候变化背景下的资源要素、种植制度与区域布局、灾害影响、社会经济等因素，建立粮食生产系统综合模型，为国家应对气候变化提供科学依据和政策建议。
记者：相关研究数据显示，最近100年全球平均地表温度上升了0.74℃左右，同期我国平均地表气温上升了1.1℃，高于全球平均水平，气候变化已经给我国粮食生产带来了许多影响。为了应对气候变化，项目将围绕哪些内容展开？
唐华俊：农业是受气候变化影响最大最直接的行业。此次重大专项将紧紧围绕气候变化与粮食生产系统之间的关系，重点解决气候变化背景下，资源要素（水分、热量、土壤肥力和作物品种）时空变化对粮食生产系统的影响机理及适应机制，以及生物灾害（主要是病虫害）和非生物灾害（旱灾）的灾变过程、致灾成灾机理及适应机制等关键科学问题。
针对上述拟解决的关键科学问题，项目以东北、黄淮海、长江中下游、华南和西北粮食主产区为研究区域，选择水稻、小麦和玉米三大作物为研究对象，重点开展六个方面的研究：气候变化对我国粮食生产水热土资源要素时空变化的作用过程；气候变化诱发的粮食作物品种抗逆性和生长发育特征变化及其对品种改良的影响；气候变化对我国粮食作物种植制度与区域布局的影响机理及适应机制；气候变化背景下粮食主产区主要病虫害时空格局消长动态和大规模流行暴发生态学机理；气候变化条件下农业旱灾的时空格局演化规律；气候变化背景下粮食生产发展变化趋势模拟预测及影响评价及我国粮食生产适应和应对气候变化的技术措施与对策建议。
记者：事实上，揭示气候变化对我国粮食生产系统的影响机理与适应机制，不仅是制定粮食生产应对气候变化行动策略和气候变化研究理论方法发展的迫切需要，也是提升我国气候变化农业领域总体研究水平、取得重大创新成果的迫切需要。此次专项设置了哪些课题？
唐华俊：根据项目研究内容，我们设置了4个课题：气候变化对我国粮食生产资源要素的影响机理研究；气候变化对粮食作物种植制度与区域布局的影响机理及适应机制研究；气候变化介导的农业灾变时空演化规律研究；气候变化驱动的我国粮食生产系统空间数值模拟预测研究。
以“气候变化对我国粮食生产资源要素的影响机理研究”这个课题为例，将着重通过对近50年来影响粮食生产的4个资源要素，即水分、热量、土壤肥力和作物品种的研究，分析气候变化背景下，它们各自的演变趋势和对粮食生产发展的影响程度。并进一步探寻它们对主要粮食作物主导品种抗逆性、个体形态、生长发育、光合效率等方面的影响，提出适应未来气候变化的作物品种改良方向与措施。比如，近几十年来，华北地区日益缺水干旱，那我们是不是应该选育更多的抗旱品种等等。
记者：气候变化与粮食生产之间的关系错综复杂，想要全面展现它们之间的联系很不容易。项目将运用哪些研究方法来做到这一点？最终将取得怎样的成果？
唐华俊：近几十年来，在全球气候变化的大背景下，我国主要农区的粮食生产(尤其是作物种植制度、区域布局和灾害影响)已经显现出许多渐进性的变化，而这种变化仍将持续发生。
项目将围绕国家重大需要，以气候变化为驱动因素，把粮食生产视作一个有机的系统，从气候变化与粮食生产系统及其构成的相互作用角度，集成应用气候学、农学、遗传育种学、灾害学、地学、经济学等多门学科理论方法。以气候变化与我国粮食生产系统之间的相互作用为切入点，以粮食主产区为重点研究区域，运用典型区域调研、野外台站试验观测、实验室分析、作物生长模型、农田生态过程模拟、遥感定量反演、GIS空间数值模拟等现代技术手段，深入开展上述重大科学问题的基础研究。
通过本项目的研究，将阐明气候变化对我国粮食主产区水热土资源时空变化规律的影响、对粮食作物主导品种抗逆基因和生长发育特征变化的作用过程；揭示气候变化对主要粮食作物种植制度、生产结构和区域布局的影响；揭示气候变化对粮食主产区农业病虫害的生物学特征和病虫害流行暴发规律的影响过程，对粮食主产区农业旱灾时空变化规律的影响；摸清我国粮食生产系统对气候变化的适应机制和适应能力，提出我国应对气候变化的粮食生产发展政策与措施。
记者：全球变化研究主题跨越自然科学和社会科学的多学科、多领域。作为其中唯一的农业项目，这样一个历时近5年的重大科研项目，将对我国农业科技人才队伍建设发挥怎样的作用？
唐华俊：“气候变化对我国粮食生产系统的影响机理及适应机制研究”项目涉及农学、气象学、地理学和经济学等多个学科，所以我们一定会“多兵种协同作战”，重视团队建设，注重老、中、青科学家的搭配，注重科研人员和科辅人员的搭配。同时，项目尤其会重视青年人才队伍的建设，为全球变化研究的科学事业培养接班人。
项目还将加强国际合作，选择了美国马里兰大学、国际食物政策研究所、国际水稻所、国际小麦/玉米研究中心等单位合作。利用各种人才引进计划，构筑高层次、高水平全球变化人才培养平台，培养一批长期稳定从事气候变化背景下粮食生产系统影响和适应基础研究的骨干人才，造就一支在国内外具有重要影响力的全球变化农业领域创新研究团队，着力提升我国在全球变化农业领域的研究水平。（周铮 赵洁）
