劳伦斯·伯克利国家实验室（伯克利实验室）的最新研究表明，到2045年至2049年，未来温度将对何时可以种植凉爽的西兰花和西兰花等农作物产生更大的影响，而不是在温暖的季节季节作物（哈密瓜，西红柿，胡萝卜）与何时种植相比，其影响将更大。科学家在论文中描述了将计算机建模与有关五种重要加利福尼亚作物的历史和理想生长温度的信息配对的信息，“预计的温度升高可能需要在凉季作物的生长期和暖季作物的生长期发生变化，”刊登在本月初的《全面环境科学》杂志上。
该论文的主要作者艾莉森·马克林（Alison Marklein）表示：“为确保加利福尼亚及美国其他地区的粮食安全，重要的是预测未来的变暖将如何影响加利福尼亚的农业。” “我们需要有关未来气候条件将如何影响我们的作物的可靠信息，以使农业系统做出适当反应以确保粮食安全。例如，考虑迁移农作物的一个主要挑战是种植者对自己的土地和农作物有专门知识。如果农作物不能再在当前位置种植，那么农民就不得不搬到新地区或种植其他作物，这给农民带来了实际和经济上的负担。”
马克林（Marklein）现在是加州大学河滨分校（UC Riverside）的一名科学家，此前曾在伯克利实验室（Berkeley Lab）完成博士后研究，并与伯克利实验室（Berkeley Lab）地球与环境科学领域的研究合著者兼研究员Peter Nico合作，领导了该项目。美国农业部和加州大学戴维斯分校的科学家也做出了贡献。该研究是由加利福尼亚大学全球食品计划资助的，代表了伯克利实验室的一项重要研究重点：可持续农业。伯克利实验室（Berkeley Lab）的另一项最新研究将机器学习应用于开发微生物改良剂，以补充土壤中富含碳和磷等营养物质。
日益习惯极端气候
在进行这项研究时，研究人员首先选择了五种在加利福尼亚州比其他任何州都多产的年度作物-生菜，西兰花，胡萝卜，西红柿和哈密瓜。这些营养密集的农作物在2016年贡献了该州蔬菜和瓜类作物现金价值的64％，对粮食安全至关重要，这一点可以证明，它们在捐赠给四个加州研究食物银行的顶级蔬菜和水果中所占的位置。
然后，研究小组从1990年开始从全州各地获取了15年的气温数据，以及有关作物温度阈值（或超过作物发生故障的最高和最低气温）以及五种作物中每种作物生长地点的信息早七年。他们还考虑了作物的最佳生长季节长度：例如，西兰花需要连续四个月的最低华氏39度和最高95度。
研究人员比较了未来的变暖将如何影响加利福尼亚五种作物的种植时间和地点。 （来源：伯克利实验室）
研究人员着手比较每种作物在加利福尼亚州在不同可能的气候条件下（干热和凉湿）的表现如何，研究了较高的温度可能如何影响其历史种植地的作物。接下来，他们根据农作物的温度阈值，确定了将任何农作物扩大到更理想的生长地点的可能性，着眼于所有未种植农作物的地区，甚至以前从未用于农业的土地。
最后，研究小组计算了在未来的变暖情景下（热干，凉湿）可以保留的历史耕作面积，用于种植五种作物中的每一种的土地数量；由于气温上升，多少土地被占用而无法维持；与以前尚未种植农作物的历史耕地相比，以前没有用于耕作的土地有多少可能支持五种农作物中的每一种。
西红柿可能会面临一些成长的痛苦
Marklein说：“我们发现温度升高对凉季作物的影响与凉季作物的影响不同。”对于西兰花和生菜等冷季作物，可能会延长其生长季节。但是它可能变得太热而无法在夏季历史上曾在夏季种植过的季节种植西红柿，并且可能需要将其移至足够温和的气候下，以便在新的气候情景下种植西红柿。”
研究小组发现，目前在秋季和春季，凉季作物西兰花和生菜的生长都接近其较低的温度阈值。气候模型预测两种作物的冬季温度都将超过最低温度阈值，这表明到本世纪中叶，即使在历史上从未种植过的地区，这些作物也可以种植到冬季。
秋季和春季的温度升高表明西红柿可能会受益于生长季节的变化。但这可能比看起来困难得多。
“考虑到未来天气炎热干燥，尽管秋季和春季的温度可能会升高，夏季温度也会升高，但是生长期的转变并不是一个可行的解决方案，因为夏季温度可能会超过番茄的临界温度。 ”，马克林说。 “西红柿在其生长季节需要连续四个月，因此夏天填补的中间缺口使这种做法不可行。”
全世界都有可能
虽然确实研究了某些农作物，尤其是西红柿，但由于未来的变暖，它们将失去传统上被种植的地区，但仍有一些方法可以缓解这些潜在挑战。例如，由于他们的分析着重于气温而不是作物温度，因此在实践中灌溉可能能够减少一些不利的热效应。
Marklein说，总的来说，这项研究为农业计划者提供了很多思考的机会。 “这确实是规划未来气候方案的第一步。这项工作可用于帮助优先考虑农田和水等资源，以最大程度地提高农业生产力和粮食安全。”她说。 “至关重要的是，为未来的变暖方案做出提前计划，尤其是在像加利福尼亚这样的地区。”