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棉花是我国重要的战略性经济作物,新疆作为最大的棉花主产区,其产量稳定性直接关系到国家纺织产业链安全。然而,在全球气候持续变暖背景下,气候波动与技术进步对棉花产量的相对作用缺乏系统量化,尤其在县域尺度上尚不清晰。
近期,中国农科院棉花所王占彪研究员领衔的棉花布局与低碳生产技术创新团队完成的题为“Quantifying the contribution of climate variability to cotton yield changes in Xinjiang: Approximately one-third of interannual variability and predominantly negative impacts across counties”的研究在Journal of Integrative Agriculture(JIA)优先在线发表。
该研究基于1990—2024年新疆73个产棉县的产量数据与气象数据,构建了随机森林等机器学习模型与面板回归模型相结合的分析框架,分离气候与非气候(技术、管理等)因素对产量变化的贡献。并基于未来气候变化情景,综合评估气候变化对未来新疆棉花产量影响趋势。
该研究发现,气候波动平均解释了约三分之一的棉花年际产量变异,而长期产量增长则主要由技术进步和农艺改良驱动,年均提升产量约30 kg·ha⁻¹。空间上,约1/3的植棉县受到气候不利影响,主要分布在北疆及高海拔区域,而全球变暖趋势有利于南疆和东疆的棉花生产。在随机森林模型中的变量重要性分析显示,海拔、最高温度、有效积温和太阳辐射是影响产量波动的关键因子。在未来气候变化情境下,全区平均产量总体仍呈增加趋势,但县域间差异将进一步扩大。预计到本世纪中叶,在受不利气候影响的县域,累计产量损失可达24万—32万吨/年。



结果表明,新疆棉花生产系统呈现出“技术主导长期增长、气候主导年际波动”的双重驱动特征。未来应加强区域差异化适应策略,在北疆等气候敏感区域强化抗逆品种选育与水资源优化管理,同时在具备气候优势的区域推进生产布局优化,以提升整体气候韧性。
中国农科院棉花所棉花布局与低碳生产技术创新团队王占彪研究员和张正贵博士后为论文的共同通讯作者,中棉所博士后王剑、中棉所和河北农业大学联合培养博士生李鑫为论文的共同第一作者。该研究得到了新疆自治区天山英才项目(TC202403)、新疆自治区重大科技专项(2025A02001-3)、丝绸之路经济带创新驱动发展试验区和武禅市国家创新示范区科技发展专项(2023LQJ03)、中国博士后科学基金(2024T171024)的资助。
Cite the article:
Jian Wang, Xin Li, Zhanlei Pan, Guilan Sun, Pengcheng Li, Jing Chen, Wenqi Zhao, Yaopeng Zhang, Menghua Zhai, Junhong Li, Lizhi Wang, Kunfeng Wang, Ao Li, Zhenggui Zhang, Zhanbiao Wang. 2026. Quantifying the contribution of climate variability to cotton yield changes in Xinjiang: Approximately one-third of interannual variability and predominantly negative impacts across counties. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2026.03.020
https://doi.org/10.1016/j.jia.2026.03.020
Journal of Integrative Agriculture(《农业科学学报(英文)》, JIA)由中华人民共和国农业农村部主管,中国农业科学院与中国农学会主办,中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊,月刊。创刊于2002年,现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4,位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
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