近日，水保学院于强研究员生态模拟团队在国际学术期刊《Nature Food》在线发表题为“Wheat yield sensitivity to compound hot-dry-windy events is increasing in China”的研究论文。研究系统评估了1981—2018年我国主要小麦产区复合干热风事件的暴露变化及其产量影响，发现高温低湿型事件的暴露时长增加，其对小麦产量影响也随时间加重。水土保持与荒漠化整治全国重点实验室为论文第一完成单位，博士后蒋腾聪为论文第一作者兼共同通讯作者，于强研究员和中国农业大学马海姣博士为共同通讯作者，何建强教授、冯浩研究员、王斌研究员、姚宁副教授共同参与研究。
复合干热风是在小麦抽穗至成熟期由高温、低空气湿度和较大风速共同形成的短时复合气象胁迫。研究将其划分为高温低湿型（HTLH）、雨后青枯型（PRGW）和旱风型（DTWD）。以往研究主要关注干热风发生频率和强度的变化，但不同年际胁迫暴露下的小麦产量是否变得更加敏感，长期以来缺少全国尺度的系统证据。
图1 我国主要小麦产区三类复合干热风事件的损伤路径
结果显示，高温低湿型事件是我国小麦产区最主要的复合干热风类型，在多数地区占全部事件的50%以上。1981—2018年，全国高温低湿型事件的暴露时长平均每10年增加0.7小时；河西走廊部分地区的增幅超过每10年10小时，新疆、河西走廊和内蒙古等地是暴露和增幅较为集中的区域。低湿时数的增加与高温低湿型事件的空间变化较为一致，表明空气湿度变化可能是区域差异的重要因素。
图2 我国主要小麦产区三类复合干热风事件的平均暴露时长、发生频率和1981—2018年变化趋势
产量分析进一步表明，高温低湿型事件对产量造成的负面影响最为突出。在县域数据中，暴露时长每增加约一个标准差（约10小时），小麦产量下降5.3%—7.6%。更值得关注的是，1981—2018年间，四种模型均显示小麦对高温低湿型事件的产量敏感性持续向不利方向变化，变化幅度为−31.5至−15.6千克/公顷/小时。甘肃、宁夏、河北、内蒙古、吉林和江苏等地的负向变化较强。国家小麦品种区域试验得到相近的时间变化方向，并未显示品种更新已普遍抵消高温低湿型事件造成的风险。
图3 1981—2018年高温低湿型和雨后青枯型复合干热风条件下小麦产量敏感性的时间变化及空间差异
XGBoost分析显示，高温低湿型事件暴露趋势是解释抽穗至成熟中期和后期产量敏感性变化的最重要预测因素，相对重要性分别达到77.5%和40.8%。随着高温低湿型事件暴露增加，产量响应总体呈现更加不利的变化。相比之下，施肥、灌溉、机械化和种子等生产成本的增长并未稳定对应高温低湿型事件敏感性的下降，说明现有品种和管理投入尚未充分抵消复合大气胁迫带来的风险。
图4 复合干热风暴露和生产成本趋势对产量敏感性变化的预测重要性及偏依赖关系
该研究同时刻画了复合干热风风险的两个方面：事件暴露本身的变化，以及作物产量对不同年际胁迫暴露的响应变化。结果未显示仅靠常规生产投入增长就能稳定降低小麦对高温、低湿和风速复合胁迫的敏感性。面向未来，需要在现有抗旱、抗热措施基础上，加强与物候阶段相结合的短时灾害预警，优化关键生育期灌溉时机，并在品种筛选和育种评价中纳入亚日尺度复合胁迫耐受性。研究同时指出，县域平均气象条件和省级灌溉成本难以完全反映田间尺度差异，后续仍需结合更高分辨率暴露、灌溉和遗传数据进一步验证。
该研究由西北农林科技大学联合山西农业大学、澳大利亚新南威尔士州初级产业部、西悉尼大学、查尔斯特大学、浙江农林大学和中国农业大学等单位共同完成。研究得到陕西省重点研发计划、国家自然科学基金、陕西省“三秦学者”创新团队支持计划、陕西省博士后科研项目和河南省国际科技合作项目等资助。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s43016-026-01452-8
编辑：王容娜
终审：李小梅
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