基于生态位模型的高寒区大豆潜在适生性研究

The frigid region is the most important soybean production region in China. It is crucially meaningful to study the potential impacts of climate changes on the cultivation of soybean to maintain high and stable yield for protecting the domestic soybean supply and international trade order in the frigid region in China. This study takes the soybean in frigid region as the studied sample. The suitable ecological niche model is identified with a converged mathematical statistics based on the multisource data from meteorological stations, soybean growth periods and soybean inseminate in installments. The effect mechanism of climate change on potential distributions of soybean in frigid region is revealed. And the evolution of the potential suitability for soybean in frigid region is predicted under the three climate change scenarios. Moreover, the directional trends and soybean planation of migration are proposed under the background of global climate change. The results provide scientific basis for production deployment of soybean to develop new strategies to address climate change.

我国高寒区是重要的春播大豆产区，研究气候变化对大豆生产的影响，对大豆高产稳产，保障国内大豆供给和国际贸易秩序具有重要理论与实践意义。本研究拟以东北三省高寒区大豆为研究对象，利用气象、大豆生育期和分期播种试验等多源资料，选用生态位模型，融合数理统计方法。揭示气候变化对高寒区大豆潜在适生性影响机制，预估未来3种“典型浓度路径”气候情景下高寒区大豆潜在适生性演变，进而提出全球气候变化背景下，大豆的生长范围指向性的迁移趋势。为我国高寒区大豆布局及制定应对气候变化策略提供科学依据。

作物生长发育与气候变化之间的相互作用研究是全球变化研究的热点，高寒区是我国最重要的大豆产区，同时是非转基因大豆种植的净土，在全国大豆产业健康发展中具有举足轻重的作用，因此，明确气候变化对大豆种植分布和生长发育的影响，对实施粮食安全战略具有重要的现实意义。本研究不仅是高寒区大豆生长、发育和种植管理应对气候变化迫切需要解决的问题，也是资源有效利用，作物种植规划管理的重要参考。研究内容为：高寒区大豆生长季气候变化时空特征、大豆生长发育与气候变化的相互作用机理；高寒区的大豆适生性演变对未来气候变化响应。.本项目利用气象，水文、大豆观测、调查、未来气候情景数据等资料，采用数理统计、生态位模型、逐步分析等方法，研究了高寒区气候变化与大豆生长、发育和适生性等的相互作用机理。主要成果：①构建了大豆生长季逐月、主要发育期气象指标体系，明确了各地播种期气象指标。 ②研究了高寒区生长季气温、降水、日照等时空特征。③建立了高寒区大豆物候预测模型。④分析了气候变化对大豆气候生产潜力的影响，评估大豆增产空间，优化种植结构。⑤基于多种生态位模型，模拟高寒区大豆潜在分布，筛选适宜的生态位模型。⑥分析了未来100年不同情景下的气候变化对大豆潜在分布和适生性影响，指出未来高寒区大豆的高、中适生区范围将缩小。⑦完成论文20篇（2篇SCI，1篇EI，17篇中文核心期刊），成果揭示了气候变化对高寒区大豆适生性影响及其对气候变化的响应规律。本文研究结论，对进一步研究高纬度、气候寒冷地区气候变化与作物种植间的相互作用机理及气候资源有效利用等具有重要的参考价值和科学意义。