日本農研機構農業環境研究部門氣候變遷適因應策研究領域的首席研究員西森基貴，與農研機構北海道農業研究中心寒地旱田研究領域的首席研究員石鄉岡康史等人組成的研究團隊於7月19日宣佈，氣候變遷導致的高溫和高濃度二氧化碳的雙重影響，可能會使得稻米產量的降低及外觀品質的下降比預想的嚴重。這個結論是透過構建高溫和高二氧化碳濃度雙重影響的水稻產量預測模式，並將二氧化碳濃度人爲控制在高水平的試驗田資料反映到模式中後得出的。研究團隊表示，透過採取適因應策，預計能減輕影響，希望此次的研究結果能作爲探討採取對策的判斷材料。
茨城縣築波未來市的FACE實驗（圖片由農研機構提供）
農研機構將水稻定位爲日本的基礎農作物，重點評估了氣候變遷的影響。之前的研究一直利用分別預測高溫和高二氧化碳濃度影響的傳統模式進行預測。此前的結果是當二氧化碳濃度升高後，由於光合作用強化能帶來的增產效果，對產量的不良影響僅限於西日本等部分地區。
研究團隊還推進了實證試驗，1998-2016年在巖手縣雫石町和茨城縣築波未來市的稻田中實施了調查高二氧化碳濃度影響的開放式大氣二氧化碳增加實驗（FACE：Free air CO2 enrichment）。此次分析了實驗結果，應答在將二氧化碳濃度控制爲比目前高200ppm的約580ppm高濃度下，水稻成熟期的大氣溫度越高，水稻增產效果越低。出穂後30天内的平均大氣溫度爲20攝氏度時，產量增加約20％，但這種增產效果會隨着大氣溫度的升高而降低，大氣溫度達到30攝氏度時幾乎降爲0％。另外還發現，在高二氧化碳濃度下，堊白粒的發生率達到正常情況下的1.5倍，這表明常規的預測模式可能過於樂觀。堊白粒被作爲判斷稻米品質（等級）的指標，堊白粒的增加會導致農民的收入減量。
因此，研究團隊此次利用這些資料改良了產量估演算法，構建了考慮高溫和高二氧化碳濃度相輔作用的新模式。根據基於2種溫室氣體排放情景（RCP2.6、8.5）構建了5種氣候模式的氣候預測版本，使用新模式和傳統模式分別估算了1981年至2100年120年間的水稻產量和堊白粒率。前提是利用2003年的普及品種（高溫耐性不太高），不採取目前存在的適應品種等措施。
結果顯示，在基於二氧化碳濃度持續增加的溫室氣體情景（RCP8.5）氣候預測版本中，最新預測模式預測的日本全國平均產量與傳統模式相比，在本世紀中期（2031-2050年）平均降低約15％，在本世紀末平均降低約20％。兩種預測模式之間的差異隨着年代的推移而擴大，表明水稻產量的減量可能比預想的更嚴重。
在堊白粒的全國平均水平方面，與僅考慮大氣溫度影響的傳統預測模式相比，最新模式的預測值在本世紀中期平均高出約5％，在本世紀末平均高出約10％，兩種預測模式之間的差異同樣隨着年代的推移而擴大，表明外觀品質的下降也可能會比預想來得更糟。
研究團隊按年代將這些結果繪成圖發現，在預測大氣溫度適度擧升的RCP8.5條件下，關於本世紀中期的預測，傳統預測模式預測平均產量除有限的幾個地區外均增產，而新預測模式預測的減產地區則大範圍擴大。同樣，堊白粒率也將增加，尤其是在大氣溫度較高的九州和關東以西地區。相比之下，在大氣溫度較低的東北地區，預計產量和品質將得以維持。
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
