氣候變化如大氣CO₂濃度增加、氣候變暖與降水強度增加，可能使世界許多地區的農業和自然生態系統無法適應或不能很快適應這種變化，使其遭受很大的破壞性影響，造成大范圍的森林植被破壞和農業災害。在農業上，氣候變化主要影響農作系統(如水稻-小麥輪作)中作物生長與其可持續性發展，進而對我國糧食安全產生不利的影響。 

中國科學院水生植物與流域生態重點實驗室農業環境生態學科組博士生劉闖在武漢植物園陳防研究員、劉毅副研究員與英國洛桑研究所Lianhai Wu研究員等老師共同指導下，通過作物生長模型-SPACSYS系統模擬與研究了氣候變化對我國南方水稻-小麥作物系統下作物生產、環境效應及其綜合適應策略。結果表明：1）SPACSYS作物生長模型能夠有效模擬小麥和水稻的產量、地上生物量和氮素循環；2) 氮肥管理以及播種或移栽日期的改變可以大大減輕冬小麥-水稻輪作系統的產量損失和氮素貢獻效率（ANCE）的降低；3) 生長季節的變化以及氮素管理的實踐可能有助于緩解氣候變化的進程；4) 推遲小麥播種和提前移栽水稻可以減少氮的淋失；5）氣候變化與增施高量氮肥將間接增加水稻生長季N₂O排放。該研究為我國南方水稻-小麥農田生態系統應對未來氣候變化方面提供了理論基礎。 

相關研究成果以“Climate change and environmental impacts on and adaptation strategies for production in wheat-rice rotations in southern China”為題，發表在農林專業領域JCR TOP 10 % (IF5Y = 5.142) 國際著名學術期刊《Agricultural and Forest meteorology》上。武漢植物園和英國洛桑研究所共同參與了該研究。研究工作得到了國家基礎研發專項(2016YFD0200108), 農業農村部公益性行業專項(20150312203), 國家留學基金委《2018年中英聯合博士生創新基金》 (201802527008) 和英國生物技術與生物科學研究理事會(BBSRC)“Soils to Nutrition” (S2N, BBS/E/C/000I0320 and BBS/E/C/000I0330)等項目的資助。 

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2020.108136 

稻麥輪作應對氣候變化的管理策略示意圖