霍治國，江夢(mèng)圓，匡昭敏，李 莉，孔 瑞，李春暉，張海燕

（1.南京信息工程大學(xué)，江蘇南京 210044；2.中國氣象科學(xué)研究院，北京 100081；3.廣西壯族自治區(qū)氣象科學(xué)研究所，南寧 530031；4.中國地質(zhì)大學(xué)，湖北武漢 430074）

0 引言

氣候條件對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力起著決定性作用，年際變化會(huì)對(duì)作物產(chǎn)量和品質(zhì)造成顯著影響[1,2]。在全球變暖的大背景下，氣候變化和極端氣候事件的增加嚴(yán)重威脅著人類賴以生存的糧食、水和生態(tài)環(huán)境，特別是給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全造成了不利影響。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民物質(zhì)生活水平不斷提高，消費(fèi)者對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的需求已由“量”轉(zhuǎn)為“質(zhì)”，對(duì)高品質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的需求日益增加[3,4]。優(yōu)質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品需要良好的氣候環(huán)境，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地的氣候條件是影響農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素之一。因此，研究氣候條件對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)影響的優(yōu)劣程度，開展氣候變化背景下農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)正是適應(yīng)當(dāng)代需求。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和品質(zhì)潛力對(duì)于氣候的響應(yīng)最為直接和敏感，氣候條件（輻射、溫度、降水和CO2濃度等）在很大程度上決定著農(nóng)作物的生長發(fā)育和成熟收獲[5]，如溫度影響農(nóng)作物生長季[6]；谷物籽粒灌漿期間輻射減少導(dǎo)致籽?？瞻T[7]；水分虧缺或過量均會(huì)阻止葡萄達(dá)到適當(dāng)?shù)某墒焖?，果?shí)品質(zhì)下降[8]；CO2濃度升高會(huì)降低糧食作物中的蛋白質(zhì)、微量元素鐵、鋅和維生素等含量[9]。由于農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)本身的復(fù)雜性和不確定性，加之對(duì)土壤—植物—大氣系統(tǒng)認(rèn)識(shí)的不夠全面，造成了農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)的復(fù)雜性。國內(nèi)針對(duì)影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的氣候條件認(rèn)證處于起步探索階段，自2012年浙江省氣象局在全國率先探索農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認(rèn)證工作以來，相繼完成了茶葉、楊梅、葡萄、柑橘、梨、水稻等作物的氣候品質(zhì)認(rèn)證技術(shù)和評(píng)價(jià)模型[10]。但這類認(rèn)證技術(shù)和評(píng)價(jià)模型由于沒有經(jīng)過長期試驗(yàn)驗(yàn)證尚不夠成熟，對(duì)與農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)相關(guān)的氣候因子影響機(jī)理認(rèn)識(shí)尚不夠明確，從而導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果存在一定的不確定性。當(dāng)前國外針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)性狀的氣候影響評(píng)價(jià)研究已有一定成果，因此文章從農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)的概念出發(fā)，梳理與整合國外農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)的影響因素、評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)構(gòu)建等方面的研究進(jìn)展，探討國外氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)在特色農(nóng)產(chǎn)品發(fā)展、作物適宜種植區(qū)劃分、氣候變化適應(yīng)策略制定和農(nóng)作物品種引進(jìn)等方面的應(yīng)用，作為他山之石，以期為今后國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)技術(shù)方法的選擇以及評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建提供借鑒和參考。

1 概念

1.1 國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)概念與技術(shù)方法

農(nóng)作物在生長發(fā)育過程中，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的形成受品種遺傳特性、產(chǎn)地環(huán)境、水肥管理和病蟲害防治措施等因素綜合影響，其中氣候條件是影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的重要生態(tài)環(huán)境因素。農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的優(yōu)劣直接制約著經(jīng)濟(jì)效益的高低，適應(yīng)氣候變化和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需求，2012年我國氣象部門首次提出農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)的概念。根據(jù)氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認(rèn)證技術(shù)規(guī)范》[11]，農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)是指由天氣氣候條件決定的初級(jí)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，初級(jí)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)是指未經(jīng)加工、由生理生化指標(biāo)和外觀指標(biāo)等表征的農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)劣程度。農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)定義的內(nèi)涵強(qiáng)調(diào)了產(chǎn)地天氣氣候條件對(duì)初級(jí)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)形成的制約性，同一品種的初級(jí)農(nóng)產(chǎn)品在不同產(chǎn)區(qū)以及不同年份具有不同的氣候品質(zhì)；初級(jí)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)定義的外延隱含了產(chǎn)地環(huán)境條件對(duì)初級(jí)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)形成的協(xié)同性，如陜西“洛川蘋果”、北京“平谷大桃”、廣西“沙田柚”等名優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的形成，除受產(chǎn)地天氣氣候條件制約外，還與產(chǎn)地的土壤、水文等其他環(huán)境條件密切相關(guān)。正如謝遠(yuǎn)玉等[12]在基于氣象因子的贛南臍橙氣候品質(zhì)指標(biāo)評(píng)價(jià)模型研究中指出，實(shí)際應(yīng)用時(shí)還應(yīng)考慮不同地區(qū)的臍橙品種、土壤類型、地形條件、人工管理等因素加以修正，以提高模型的評(píng)價(jià)效果。

國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)技術(shù)方法，通常是依據(jù)表征初級(jí)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的生理生化指標(biāo)和外觀指標(biāo)的優(yōu)劣分級(jí)，采用表征產(chǎn)地天氣氣候條件的主要?dú)庀笠蜃优c表征初級(jí)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的主要指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，篩選關(guān)鍵氣象因子，構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)分級(jí)。以浙江省茶葉氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)服務(wù)為例[13]，首先基于茶樹的生物學(xué)特性并結(jié)合前人的研究成果，篩選出影響茶葉品質(zhì)（茶多酚、氨基酸、咖啡堿等）的關(guān)鍵氣候指標(biāo)為鮮葉采收前15d的平均氣溫、平均相對(duì)濕度和日照時(shí)數(shù)，而后參照農(nóng)業(yè)氣象條件定量化等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，將上述3個(gè)氣候指標(biāo)統(tǒng)一劃分為4個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)，分別賦予1～4的數(shù)值（數(shù)值越高，則該氣候指標(biāo)越優(yōu)），應(yīng)用加權(quán)指數(shù)求和法構(gòu)建茶葉氣候品質(zhì)等級(jí)評(píng)價(jià)模型，計(jì)算公式為：式（1）中，ACQI為氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)，Xt、

Xh和Xs分別表示影響茶葉品質(zhì)的平均氣溫、平均相對(duì)濕度和日照時(shí)數(shù)的評(píng)價(jià)等級(jí)，a1、a2和a3為不同氣候指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。最后根據(jù)茶葉ACQI計(jì)算結(jié)果將浙江省茶葉氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一劃分為4個(gè)等級(jí)（表1）。

表1 茶葉氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

1.2 國外農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)

嚴(yán)格意義上講國外沒有系統(tǒng)地推進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)服務(wù)工作，但從概念上講，國外關(guān)于評(píng)價(jià)氣候?qū)r(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響研究要遠(yuǎn)早于國內(nèi)。在1996年世界糧食首腦會(huì)議上，F(xiàn)AO將糧食安全定義為“所有人在任何時(shí)候都能在物質(zhì)和經(jīng)濟(jì)上獲得足夠、安全和營養(yǎng)的糧食，以滿足他們的飲食需求和對(duì)積極和健康生活的糧食偏好”[14]。該定義涉及糧食安全的四個(gè)方面，即糧食供應(yīng)（糧食的充足供應(yīng)）、糧食獲?。ㄔ诮?jīng)濟(jì)和物質(zhì)上均能獲得糧食）、糧食利用（糧食的營養(yǎng)品質(zhì)）和糧食穩(wěn)定（糧食供應(yīng)、獲取和利用三者穩(wěn)定）；同時(shí)更加明確了糧食安全不僅僅是從數(shù)量上保證供應(yīng)的問題，還有一個(gè)隨氣候變化與消費(fèi)水平提高而日益重要的糧食品質(zhì)安全問題。國外早期研究集中在氣候變化對(duì)糧食生產(chǎn)和供應(yīng)的影響[15]，隨后越來越多的研究指出氣候變化對(duì)作物的營養(yǎng)價(jià)值有負(fù)面影響，比如大氣中CO2濃度升高導(dǎo)致大米成分中蛋白質(zhì)含量和有益身體健康的微量元素減少等[16]。與國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)重點(diǎn)關(guān)注天氣氣候條件對(duì)初級(jí)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響相比，國外相關(guān)研究多是基于糧食安全定義的視角，還關(guān)注極端氣候事件的影響，更加關(guān)注氣候條件對(duì)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)的綜合影響，更加關(guān)注土壤、水文及其他環(huán)境因素對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的協(xié)同影響。

2 氣候品質(zhì)影響因素

氣候變化對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)有直接和間接影響，直接影響包括改變物理特性（如溫度水平和降水分布等）對(duì)作物的品質(zhì)性狀造成影響，而間接影響是指氣候變化通過改變農(nóng)作物生長過程中其他環(huán)境因素來影響最終品質(zhì)。國外農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)影響因素主要可以分為天氣氣候、極端氣候事件、土壤、水文、地理、生物和人為等，一般而言，在農(nóng)作物生長發(fā)育過程中任一因素之間的相互作用都會(huì)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)造成不同程度的影響。

2.1 天氣氣候

國外針對(duì)氣候影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的研究側(cè)重于降水、溫度和CO2濃度等氣候因子，重點(diǎn)關(guān)注農(nóng)產(chǎn)品營養(yǎng)價(jià)值和口感風(fēng)味對(duì)降水模式變化、溫度升高、CO2濃度升高的響應(yīng)。對(duì)于玉米、小麥、水稻等谷類作物，過量降水往往造成作物生殖生長階段的水分供應(yīng)過剩，特別是收獲過程中的降水量直接影響籽粒達(dá)到最佳水分含量，不利于后續(xù)的谷物脫粒和籽粒干燥[17,18]。Hoegy等[19]研究表明降水對(duì)大麥籽粒品質(zhì)的影響不顯著，但適當(dāng)減少降水量會(huì)增加籽粒的礦物質(zhì)（鈉、銅）和氨基酸（亮氨酸）濃度；Gyuricza等[20]研究發(fā)現(xiàn)在雨季降水偏多的年份玉米籽粒蛋白質(zhì)含量降低、淀粉含量升高，而其他品質(zhì)參數(shù)如油脂和纖維含量沒有明顯變化。

相較于降水因子來說，溫度和CO2濃度被認(rèn)為是影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)最為關(guān)鍵的氣候因子。溫度升高會(huì)顯著影響農(nóng)產(chǎn)品的口感風(fēng)味，如蘋果和葡萄中的糖分含量增加、果酸含量下降[21]；陽光直射面（35℃）生長的鱷梨果實(shí)硬度是陽光背陰面（20℃）生長的2.5倍，且具有更高的油脂含量和礦物質(zhì)含量（鈣、鎂、鉀等）[22,23]。此外，溫度升高還會(huì)增加果蔬類農(nóng)產(chǎn)品的抗氧化活性物質(zhì)，如草莓中的黃酮醇和花青素含量、西藍(lán)花中黃酮醇和硫代葡萄糖醇含量等[23,24]，也有部分研究指出較高的溫度會(huì)降低其維生素含量[21,25]。一般來說大氣中較高的CO2水平會(huì)對(duì)作物生產(chǎn)有施肥效應(yīng)（即作物在光合作用過程中能夠吸收更多的CO2），這種效應(yīng)會(huì)通過降低作物種子內(nèi)的礦物質(zhì)含量來改變其營養(yǎng)品質(zhì)[26,27]。多數(shù)研究認(rèn)為CO2濃度升高對(duì)果蔬類農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)存在一定的積極影響[21,28-31]，如在800～1 000ppm的CO2濃度下生長的紅葉生菜中糖、黃酮和咖啡酸衍生物增加[29]，芹菜和白菜中維生素C含量增加、硝酸鹽含量降低，具有較高的抗氧化能力[31]。相反地，CO2濃度升高可能對(duì)糧食類作物的品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響[32,33]，Hogy等[34]研究認(rèn)為較高的CO2濃度水平（550ppm）會(huì)增加馬鈴薯約63%的塊莖畸形和約134%的結(jié)痂病發(fā)生率，導(dǎo)致馬鈴薯外觀形態(tài)、再加工品質(zhì)下降。Taub等[35]利用meta-analysis分析發(fā)現(xiàn)CO2濃度升高至540～958ppm，麥類和水稻的籽粒蛋白質(zhì)含量以及馬鈴薯的塊莖蛋白質(zhì)含量將下降10%～15%，大豆的蛋白質(zhì)含量將下降1.4%。

2.2 極端氣候事件

全球氣候變暖造成暴雨洪澇、干旱、高溫?zé)崂恕⒈?、?qiáng)臺(tái)風(fēng)等極端氣候事件發(fā)生的頻率和強(qiáng)度增加，加大了農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的惡化程度和農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)的不確定性。極端氣候事件通過對(duì)農(nóng)作物生理過程的負(fù)面影響和直接的物理損害來影響作物生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)形成，如高溫?zé)崂撕透珊得{迫會(huì)對(duì)作物的光合能力、蒸騰作用以及產(chǎn)量品質(zhì)形成產(chǎn)生負(fù)面影響[36,37]，還會(huì)增加病蟲害的發(fā)生率；作物長時(shí)間暴露在高溫、高輻射下，不利于細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)以及色素的合成和降解，嚴(yán)重影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，特別是葉類蔬菜極易脫水萎蔫、葉片卷曲，出現(xiàn)高溫灼傷[21]。亦有研究[38]指出脅迫解除后農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)有所提高，如番茄、辣椒和胡蘿卜中的類胡蘿卜素和抗壞血酸含量，以及番茄和黃瓜的可溶性糖含量升高。暴雨洪澇、冰雹和強(qiáng)臺(tái)風(fēng)等極端氣候事件不僅會(huì)物理毀壞農(nóng)產(chǎn)品外觀品質(zhì)，影響作物的生長發(fā)育和抗逆能力，還會(huì)使土壤侵蝕和礦物質(zhì)的淋溶加重；同時(shí)過度潮濕的土壤使作物處于長期的缺氧狀態(tài)限制了根系生長，直接導(dǎo)致作物品質(zhì)下降甚至腐爛[39]。對(duì)于沿海城市來說，強(qiáng)臺(tái)風(fēng)往往造成作物表面鹽脅迫和風(fēng)害；附著的鹽分進(jìn)入植株體內(nèi)使細(xì)胞內(nèi)的部分溶質(zhì)大量外滲，導(dǎo)致代謝紊亂、離子穩(wěn)態(tài)遭到破壞，作物產(chǎn)量和品質(zhì)顯著降低[40,41]。此外，極端氣候事件還會(huì)造成農(nóng)業(yè)用地、地下水和地表水的化學(xué)污染（包括重金屬、農(nóng)業(yè)殘留物和危險(xiǎn)廢物等）[42]，如2005年8月卡特里娜颶風(fēng)席卷美國大陸過后，當(dāng)?shù)氐奈鬯幚韽S、垃圾填埋場(chǎng)和煉油廠遭到損毀，導(dǎo)致石油、殺蟲劑、重金屬廢物等泄漏，海水倒灌后土壤和農(nóng)業(yè)用水中有機(jī)酸、酚類和硫化物等礦物質(zhì)水平均有所提升[43]，污染危害最終降低農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。

2.3 土壤

土壤作為農(nóng)作物生長的載體，其微量元素含量的多少能直接影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，氣候變化通過改變土壤性質(zhì)和結(jié)構(gòu)、土壤肥力、土壤鹽堿化等間接影響品質(zhì)形成。降水和溫度等氣候因子在土壤退化和土壤流失中起著重要作用[44]，預(yù)計(jì)至2050年氣候變化將對(duì)全球至少22%的重要農(nóng)作物耕地產(chǎn)生負(fù)面影響，特別是水稻和小麥種植區(qū)域[45]。土壤溫度升高和降水變化使土壤微生物活動(dòng)發(fā)生變化，土壤有機(jī)質(zhì)分解加快從而導(dǎo)致土壤肥力下降[46]；Barnabas等[47]研究發(fā)現(xiàn)土壤溫度升高后大麥籽粒的淀粉含量下降了5%，對(duì)麥芽品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響。氣候變暖可以通過增加對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉的需求和土壤水分的無效蒸發(fā)來加重土壤鹽堿化，據(jù)統(tǒng)計(jì)全球有超過50%的灌溉土壤正在遭受鹽脅迫的影響，特別是干旱和半干旱地區(qū)[48]；高溫還會(huì)提高作物蒸騰速率來增加作物體內(nèi)的鹽積累[49]。眾多研究表明[50-52]，輕度鹽脅迫可以提高水果類農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，如番茄果實(shí)硬度、胡蘿卜素、抗壞血酸和番茄紅素等均有所改善。氣候變化加劇了土壤重金屬污染程度，嚴(yán)重威脅農(nóng)業(yè)用地的重金屬主要是鉛（Pb）、鉻（Cr）、鎘（Cd）、汞（Hg）和砷（As）等；農(nóng)作物從土壤中吸收重金屬，導(dǎo)致重金屬沿著食物鏈傳播，直接危害農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和人類健康[53,54]。如Ramón等[55]提出對(duì)西班牙地區(qū)橄欖氣候品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法，該方法基于在土地適宜性分類系統(tǒng)的框架內(nèi)，對(duì)研究區(qū)橄欖樹生長需求相匹配的重要土壤氣候參數(shù)進(jìn)行評(píng)定等級(jí)。

2.4 水文

氣候變化背景下農(nóng)業(yè)用水的供應(yīng)和質(zhì)量已經(jīng)成為作物高品質(zhì)生產(chǎn)的重要影響因素，冰川消融、水土流失、水體污染等問題越來越成為農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量品質(zhì)的威脅[56,57]。溫度和CO2濃度不斷升高加快了冰川融化的速度，來自全球19 000個(gè)冰川數(shù)據(jù)顯示，1961—2016年有將近9萬億噸冰川流失[58]。冰川消融導(dǎo)致海平面上升和洪水風(fēng)險(xiǎn)增加，嚴(yán)重威脅著沿海低海拔國家比如東南亞、南亞國家的糧食品質(zhì)[59,60]。全球未來氣候變化可能會(huì)降低流域平均流速及流量，但流域不同區(qū)域的水分有效性存在明顯的時(shí)空差異[61]，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需水量將遠(yuǎn)超過可用水量[62]。在干旱和半干旱地區(qū)，溫度升高、農(nóng)業(yè)可用水量不足會(huì)加劇作物蒸騰作用從而導(dǎo)致土壤水分虧缺[63]，直接影響作物對(duì)水溶性營養(yǎng)物質(zhì)（硝酸鹽、硫酸鹽、鈣、鎂等）的運(yùn)輸和可利用性，還會(huì)造成根系功能受損，降低根系的養(yǎng)分獲取能力[48]。Gonzalez等、Ladrera等[64,65]的研究表明，土壤水分虧缺抑制豆類作物的固氮作用，減少根瘤中碳氧通量和氮的積累，導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量下降。高溫、強(qiáng)降雨以及水體低流速時(shí)間增加易造成多種形式的水污染，包括沉積物、重金屬、溶解有機(jī)碳、病原體和殺蟲劑等[43]；預(yù)計(jì)未來強(qiáng)降雨增加的地區(qū)，土壤中的污染物將被沖刷進(jìn)入水體[66]，嚴(yán)重降低了農(nóng)業(yè)用水的質(zhì)量和可用性。

2.5 其他

生物因素（動(dòng)物、植物和微生物）、地理因素（經(jīng)緯度、地形和地質(zhì)）、人為因素（開墾采伐、栽培方式和施肥措施）等環(huán)境因素以及與氣候、土壤、水文因素的交互作用會(huì)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生不同程度的影響。國外學(xué)者將環(huán)境因素對(duì)作物產(chǎn)生的作用稱之為基因型與環(huán)境的相互作用（genotype×environment interaction，GEI），所謂GEI是指農(nóng)作物品種性狀（如產(chǎn)量、農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀等）的表現(xiàn)型在不同環(huán)境下發(fā)生變化的程度不一致，作物的基因表達(dá)受到復(fù)雜多變的環(huán)境調(diào)控，同一基因在不同的環(huán)境中表達(dá)也有差異[67,68]。為評(píng)價(jià)農(nóng)作物在不同環(huán)境下維持相對(duì)穩(wěn)定的能力，F(xiàn)inlay等[69]提出“穩(wěn)定性”指標(biāo)來量化作物品種基因型與環(huán)境互作的大小，兩者的互作效應(yīng)越大、則品種穩(wěn)定性越差，即這類作物產(chǎn)量和品質(zhì)在氣候變暖和極端事件增加的環(huán)境下更容易產(chǎn)生負(fù)面影響。目前已有大量關(guān)于基因型與環(huán)境互作對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)影響的研究報(bào)道，如糧食類作物[70-72]、番茄[73]、甜瓜[74]、茶葉[75]、甘蔗[76]、大豆[77]等。

3 氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)方法

3.1 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)因子與氣候因子的相關(guān)關(guān)系，進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)，常用的方法主要有回歸分析、主成分分析、判別分析和方差分析等。Mehdi等[78]根據(jù)蘋果品質(zhì)形成與氣候條件的關(guān)系，采用主成分分析方法和層次聚類分析法確定影響因子、分級(jí)指標(biāo)。Mkhabela等[79]引入標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)（SPI）、實(shí)際蒸散量（ETa）、潛在蒸散量（ETp）、標(biāo)準(zhǔn)蒸散量（ETc）和蒸散發(fā)虧缺指數(shù)（ETDI）等，通過采集春小麥樣本測(cè)定了產(chǎn)量、籽粒蛋白質(zhì)含量、粉質(zhì)吸水率，利用相關(guān)和回歸分析確定ET和ETDI能夠準(zhǔn)確評(píng)估加拿大草原氣候條件對(duì)春小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。Brankovic等[80]通過三因素方差分析和多元回歸分析，確定了影響硬粒冬小麥品質(zhì)的4個(gè)關(guān)鍵氣候因子（4月日均溫、6月日均溫、3月降水量、3月日照時(shí)數(shù)），評(píng)估了研究區(qū)歷史氣候條件對(duì)冬小麥品質(zhì)變異性和穩(wěn)定性的影響。Panthee等[73]利用方差分析探討基因型與環(huán)境互作對(duì)42個(gè)不同品種番茄果實(shí)品質(zhì)的影響程度，評(píng)價(jià)了北卡羅來納州、紐約州和俄亥俄州番茄果實(shí)品質(zhì)的穩(wěn)定性，為提高番茄果實(shí)品質(zhì)、劃分番茄氣候適宜種植區(qū)提供科學(xué)依據(jù)。

基于統(tǒng)計(jì)方法的數(shù)學(xué)模型和專家論證是篩選綜合影響因子的一種可選策略[81,82]，近年來篩選方法已從相對(duì)簡單的線性回歸和面板回歸分析發(fā)展為復(fù)雜的混合模型，通過對(duì)數(shù)據(jù)方差—協(xié)方差結(jié)構(gòu)的適當(dāng)定義，這些綜合影響因子的主要部分可以在混合模型框架內(nèi)輕松實(shí)現(xiàn)[83,84]。眾多國外學(xué)者應(yīng)用AMMI模型、線性混合模型，Shukla模型、GGE模型、Eberhart-Russel模型等混合模型[85-88]評(píng)價(jià)了不同環(huán)境下農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性。為了獲得更可靠的生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)論，較多學(xué)者主張結(jié)合多種混合模型去進(jìn)行農(nóng)作物生產(chǎn)評(píng)價(jià)分析[89]。Fabio等[85]運(yùn)用線性混合模型，Shukla模型和AMMI模型對(duì)不同施氮條件不同品種的冬小麥產(chǎn)量和品質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，研究表明線性混合模型能夠有效總結(jié)多環(huán)境試驗(yàn)結(jié)果，為不同施肥條件下基因型的穩(wěn)定性提供了可靠的指標(biāo)；AMMI模型與Shukla模型有很好的互補(bǔ)作用，能夠?qū)σ恍┗蛐筒环€(wěn)定的原因進(jìn)行解釋，而AMMI模型還可以用不同年份的溫度和降雨?duì)顩r來解釋系統(tǒng)和年份之間的相互作用分析。Phillips等[90]在2006年利用最大熵原理建立了MaxENT模型，該模型因具有自檢測(cè)功能和較高的預(yù)測(cè)能力，已廣泛應(yīng)用于物種現(xiàn)實(shí)生境模擬、主要生態(tài)環(huán)境因子篩選以及環(huán)境因子對(duì)物種生境影響的定量描述方面，MaxENT模型作為一種新技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)研究中也取得較好的反響[91-93]。

3.2 模型模擬法

3.2.1 作物模型

近年來諸多作物機(jī)理模型（CropSyst、SUCROS、WOFOST、SWAP、CERES等）[94-99]在區(qū)域作物產(chǎn)量預(yù)測(cè)、氣候變化影響評(píng)估、農(nóng)業(yè)預(yù)測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)分析、農(nóng)業(yè)氣象影響評(píng)估等領(lǐng)域得以應(yīng)用。由于目前沒有一款作物機(jī)理模型能夠?qū)r(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)進(jìn)行數(shù)值模擬，因此引入作物機(jī)理模型估算的作物水分脅迫指數(shù)（CWSI）同農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)相結(jié)合是評(píng)估氣候品質(zhì)的唯一方法[94]?？紤]到作物機(jī)理模型無法模擬農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，國外學(xué)者在長期研究和實(shí)踐中借鑒作物機(jī)理模型發(fā)展了一些定量評(píng)估氣候條件對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)影響的作物經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蚚100-102]。Pereyra-Irujo等[103]以氣候數(shù)據(jù)為解釋變量建立了向日葵生產(chǎn)模型，利用該模型評(píng)估了種植區(qū)域、播種日期和長期氣候趨勢(shì)之間向日葵產(chǎn)量和葵花籽油質(zhì)的變異性，模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)低緯度地區(qū)向日葵產(chǎn)量下降，葵花籽油質(zhì)卻有所提升，具有高營養(yǎng)價(jià)值和氧化穩(wěn)定性的葵花籽油能夠彌補(bǔ)產(chǎn)量的損失。Iglesias等[99]綜合考慮生產(chǎn)管理技術(shù)和灌溉措施，在模型中引入若干生產(chǎn)管理指標(biāo)和灌溉面積百分比，構(gòu)建了4種以谷物、葡萄、橄欖和柑橘為代表的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，能夠較好評(píng)估氣候變化對(duì)傳統(tǒng)地中海農(nóng)業(yè)生產(chǎn)品質(zhì)的影響程度。Grechi等[104]開發(fā)了一個(gè)能夠評(píng)估印度洋西部留尼旺島不同氣候條件下芒果果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)變化的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并通過芒果物候階段和果實(shí)成熟水平與害蟲模型（特別是果蠅）進(jìn)行耦合，能夠提高該經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑u(píng)價(jià)效果。

3.2.2 氣候模式

表2綜合了第六次國際耦合模式比較計(jì)劃（CMIP6）已發(fā)布預(yù)測(cè)未來氣候變化情景的氣候模式。Bonfante等[94]基于海氣耦合氣候模式評(píng)估了未來氣候情境下意大利葡萄品質(zhì)的變化，預(yù)期到2051年意大利坎帕尼亞地區(qū)葡萄品質(zhì)會(huì)有所提升，品質(zhì)等級(jí)將從標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)葡萄向超優(yōu)質(zhì)葡萄跨越。Caubel等[107]應(yīng)用CNCM和ARPEGE氣候模式評(píng)價(jià)了SERSA1B、B1和A2情景下氣候變化對(duì)法國兩種玉米（早播和晚播）品質(zhì)的影響,結(jié)果表明未來百年溫度升高、降水減少會(huì)改善玉米的收獲條件，有利于提高籽粒品質(zhì)，特別是法國北部的晚播品種玉米品質(zhì)更有優(yōu)勢(shì)。Monteverde等[108]利用WRF-SSIB區(qū)域氣候模式預(yù)測(cè)了未來加利福尼亞南部的地表溫度和降水變化趨勢(shì)對(duì)釀酒葡萄氣候適宜性的影響，預(yù)期到2050年研究區(qū)釀酒葡萄優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的氣候適宜區(qū)域?qū)⒖s小42%，釀酒葡萄的品質(zhì)隨著溫度升高均有不同程度下降。

表2 CMIP6發(fā)布的全球氣候模式基本信息

3.3 3S技術(shù)監(jiān)測(cè)法

國外在采用3S技術(shù)（全球定位系統(tǒng)GPS、地理信息系統(tǒng)GIS和遙感RS）對(duì)農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)進(jìn)行大面積實(shí)時(shí)評(píng)估研究方面取得較好進(jìn)展。Ennahli等[109]利用GPS監(jiān)測(cè)研究區(qū)土壤特性、土壤水分、葡萄產(chǎn)量以及果實(shí)品質(zhì)（可滴定酸度、可溶性固形物濃度和花青素等），利用GIS繪制各因子的地理空間圖用以評(píng)估研究區(qū)氣候、土壤、地形等空間變異因子對(duì)葡萄產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)的影響程度。眾多研究表明，基于遙感影像的植被指數(shù)如歸一化植被指數(shù)（NDVI）、比值植被指數(shù)（RVI）、結(jié)構(gòu)不敏感色素指數(shù)（SIPI）和差值植被指數(shù)（DVI）等能夠用于評(píng)估氣候變化對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響，其中NDVI指數(shù)能夠較好地反映出不同氣候條件下農(nóng)產(chǎn)品生理生化品質(zhì)和外觀品質(zhì)狀況[110-113]。Guasconi等[114]利用NDVI指數(shù)和氣候因子（≥0℃活動(dòng)積溫和降水量）預(yù)測(cè)冬小麥?zhǔn)斋@時(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)，將建模應(yīng)用與氣候季節(jié)預(yù)報(bào)相結(jié)合，開發(fā)一個(gè)冬小麥本地預(yù)報(bào)系統(tǒng)以更好地開展相關(guān)氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)服務(wù)。Schelling等[115]利用NOAA/AVHRR遙感數(shù)據(jù)、TM遙感數(shù)據(jù)與基于GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，采用多元線性回歸方法建立了大麥產(chǎn)量和籽粒蛋白質(zhì)含量與NDVI指數(shù)、土壤類型、地形因子、氣候因子等指標(biāo)的回歸模型。

4 氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)

由于國外尚未系統(tǒng)、全面地推進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)工作，迄今還沒有一種完全通用和普適的評(píng)價(jià)指標(biāo)分類標(biāo)準(zhǔn)，因此該文按照指標(biāo)產(chǎn)生的方法和定量化程度進(jìn)行歸類將其分為模型模擬指標(biāo)、定量指標(biāo)和分級(jí)指標(biāo)。

4.1 模型模擬指標(biāo)

模型模擬指標(biāo)主要分為兩類，其一是基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的數(shù)學(xué)模型，其二是基于作物模型，通常采用模型模擬的輸出變量直接進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)研究。如Matsuda等[116]利用1974—2004年日本南部的水稻品質(zhì)以及溫度和太陽輻射等數(shù)據(jù)構(gòu)建一個(gè)簡單的回歸模型，結(jié)果表明研究區(qū)水稻灌漿成熟期間的平均溫度持續(xù)升高，顯著增加了堊白的籽粒。Smith等[117]以1975—1995年英國小麥為例，綜合考慮了小麥品種、施氮量、土壤類型、冬季降水、春季降水和夏季溫度等影響因子，采用有限最大似然（REML）法對(duì)小麥籽粒蛋白質(zhì)含量和降落數(shù)值年際變化進(jìn)行評(píng)估，確定小麥品種的改變是限制小麥籽粒品質(zhì)優(yōu)劣的關(guān)鍵影響因子，其中1995年小麥籽粒蛋白質(zhì)含量較1975年下降了0.65%。Schroth等[91]利用MaxENT模型對(duì)墨西哥恰帕斯山脈未來咖啡豆的優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)估，預(yù)計(jì)到2050年，氣候變暖、降水模式改變將使恰帕斯山脈低海拔地區(qū)（1 100～1 200masl以下）咖啡豆優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的氣候適宜性顯著下降。這類指標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)在于具有堅(jiān)實(shí)可靠的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，明確各影響因素與農(nóng)作物之間的協(xié)同變化關(guān)系，在評(píng)價(jià)過程中具有系統(tǒng)性、靈活性和簡潔性等優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際應(yīng)用中考慮的影響因素不夠全面，導(dǎo)致模擬結(jié)果的不準(zhǔn)確，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果可能存在一定誤差。

4.2 定量指標(biāo)

定量指標(biāo)是將農(nóng)作物與氣候之間的相互作用進(jìn)行量化，通過數(shù)值大小來反映某種特定氣候條件對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)劣的影響程度。如Holzk?Mper等[118]篩選出影響玉米生產(chǎn)潛力的氣候因子（f），主要有日均太陽輻射、日均氣溫、日均水分有效性、小于0℃日最低氣溫以及大于35℃日最高氣溫等，基于文獻(xiàn)調(diào)研和專家評(píng)判對(duì)玉米每一個(gè)物候階段內(nèi)氣候因子的適宜性進(jìn)行0～1打分，分?jǐn)?shù)為0則代表該氣候因子的適宜性最差，作物停止生長?？紤]到玉米在每一個(gè)階段（p）較低適宜性的氣候因子可以通過另一個(gè)較高適宜性的氣候因子進(jìn)行補(bǔ)償，因此玉米全生育期的氣候適宜性指數(shù)（S）表達(dá)式可由不同物候階段各氣候因子適宜性最小值進(jìn)行線性加權(quán)得到：

式（2）（3）中，W1～Wp分別表示適宜性在不同物候階段的權(quán)重，并且假設(shè)所有階段的權(quán)重都相等。在此基礎(chǔ)上有學(xué)者[119]開發(fā)出一種通用、靈活的農(nóng)作物氣候適宜性評(píng)價(jià)指數(shù)（GICS，Global Index of Climate Suitability），該指數(shù)將作物不同物候階段的農(nóng)業(yè)氣候指標(biāo)和歸一化函數(shù)相關(guān)聯(lián)并在氣候效應(yīng)上連續(xù)聚合得到適宜性0～1的值，目前在小麥、玉米、葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)評(píng)估方面均表現(xiàn)出優(yōu)越的性能。

4.3 分級(jí)指標(biāo)

分級(jí)指標(biāo)是指綜合考慮氣候等因子對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響程度，進(jìn)行氣候品質(zhì)等級(jí)劃分。如Ramón等[55]提出對(duì)西班牙地區(qū)橄欖氣候品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法，該方法基于在土地適宜性分類系統(tǒng)LSCs的框架內(nèi)，綜合考慮研究區(qū)橄欖果實(shí)品質(zhì)形成需求相匹配的重要?dú)夂蚝屯寥酪蛩兀òǘ咀畹蜏囟取㈤_花和成熟階段平均溫度、年平均日照時(shí)數(shù)和相對(duì)濕度等氣候因子以及土壤坡度、地表石質(zhì)、排水性和滲透性等土壤因子），為每個(gè)影響因子從非常不利到非常有利建立了5個(gè)區(qū)間，確定每個(gè)區(qū)間的界限標(biāo)準(zhǔn)，最后根據(jù)土壤和氣候評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)建立了5個(gè)橄欖林氣候適宜性等級(jí)。Bonfante等[94]利用SWAP模型估算的作物水分脅迫指數(shù)CWSI與葡萄果實(shí)中可溶性固形物、pH和花青素含量等品質(zhì)性狀進(jìn)行相關(guān)性分析并確定以不同發(fā)育階段CWSI積分值作為分級(jí)閾值為：

式（4）（5）中，Tr為每日實(shí)際蒸散量，Tp為每日潛在蒸散量，CWSIcum為葡萄生長期內(nèi)CWSI積分值，t1和t2分別代表不同生育階段開始和結(jié)束時(shí)間。并以收獲時(shí)CWSIcum為基礎(chǔ)構(gòu)建葡萄氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)分級(jí)指標(biāo)（表3）。

表3 葡萄氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

5 氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)應(yīng)用

5.1 特色農(nóng)產(chǎn)品發(fā)展

發(fā)展特色農(nóng)作物有助于提升農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，增加農(nóng)產(chǎn)品附加值，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收，同時(shí)能夠保護(hù)與利用特色農(nóng)作物資源，培育更多特色農(nóng)產(chǎn)品。如美國車?yán)遄印⑽靼嘌烙烷蠙?、智利藍(lán)莓、意大利釀酒葡萄等已在國際上成功打造出優(yōu)質(zhì)特色農(nóng)產(chǎn)品的品牌效應(yīng)，提高了特色農(nóng)產(chǎn)品的自身效益。Kumar等[120]在對(duì)不同品種芒果進(jìn)行氣候品質(zhì)認(rèn)證時(shí)，綜合考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件、植株生長參數(shù)、產(chǎn)量及品質(zhì)，評(píng)估了印度亞熱帶雨林氣候最適商業(yè)栽培的芒果品種。

5.2 作物適宜種植區(qū)劃分

作物適宜種植區(qū)劃分可為合理布局作物種類、品種等提供理論指導(dǎo)，對(duì)穩(wěn)定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)以及增加農(nóng)民收入具有現(xiàn)實(shí)意義。González等、Olesen等[121,122]通過建立模型篩選出影響農(nóng)作物產(chǎn)量品質(zhì)的關(guān)鍵氣候因子，揭示了水分和溫度對(duì)西班牙地區(qū)水稻生育期的適宜程度，并根據(jù)研究區(qū)溫度和降水條件進(jìn)行更為細(xì)致的氣候適宜性分區(qū)。Chemura等[123]評(píng)估了氣候變化對(duì)加納地區(qū)關(guān)鍵糧食作物（玉米、高粱、木薯和花生）的適宜性，預(yù)期至2050年該地區(qū)除花生作物外，所有作物最佳適宜種植區(qū)都將減少，其中玉米減少幅度最大。在Ramirez-Cabral等[124]研究中，A2和A1B排放情景下未來北半球菜豆的適宜種植區(qū)擴(kuò)大，而對(duì)于南半球菜豆適宜種植區(qū)則會(huì)縮小，因而北半球地區(qū)的農(nóng)民可以根據(jù)通過擴(kuò)大菜豆種植面積和出口量以此收獲高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品和增加經(jīng)濟(jì)收益。

5.3 氣候變化適應(yīng)策略制定

制定氣候變化適應(yīng)策略能夠有效規(guī)避未來氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)，適應(yīng)策略主要包括優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植制度、調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理措施以及選育農(nóng)作物品種等。Lin等[33]為緩解未來氣候趨勢(shì)對(duì)玉米、小麥和水稻品質(zhì)產(chǎn)生不利影響，提出了以下適應(yīng)策略：調(diào)整作物種植時(shí)間可以避免光能損失，而調(diào)整C3和C4作物的種植面積和區(qū)域以及增加種植密度可以增加CO2的積累和有效利用。Tooley等[125]評(píng)價(jià)兩種適應(yīng)管理策略（傳統(tǒng)施肥系統(tǒng)中改善土壤健康和改善灌溉措施）對(duì)未來氣候情境下馬鈴薯品質(zhì)潛力的影響，結(jié)果表明改善灌溉措施的施肥系統(tǒng)對(duì)馬鈴薯生產(chǎn)性能最好，可見灌溉對(duì)于改善或維持當(dāng)前作物生產(chǎn)方面的重要性。在農(nóng)作物品種選擇和育種方面，Panthee等、Sinebo和Maulión等[73,126,127]眾多學(xué)者基于品種基因型和環(huán)境相互作用來評(píng)價(jià)農(nóng)作物生長發(fā)育和主要經(jīng)濟(jì)性狀（產(chǎn)量和品質(zhì)）在不同環(huán)境下維持相對(duì)穩(wěn)定的能力，選擇品種穩(wěn)定性較好的農(nóng)作物和改良作物品種是改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)以及緩解近年來氣候變化異常的關(guān)鍵方法。特別是在大氣CO2濃度升高和氣候變暖的背景下，培育耐旱性、抗寒性好的作物品種將更能夠適應(yīng)未來的氣候變化[33]。

5.4 農(nóng)作物品種引進(jìn)

農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)能夠帶動(dòng)農(nóng)戶引進(jìn)種植特色、優(yōu)質(zhì)農(nóng)作物品種，有利于降低市場(chǎng)進(jìn)口農(nóng)產(chǎn)品的價(jià)格。以藍(lán)莓為例，因其風(fēng)味獨(dú)特、具有較強(qiáng)的抗氧化能力（花青素、黃酮、肉桂酸等）深受消費(fèi)者關(guān)注，其主要商業(yè)產(chǎn)區(qū)為北美（美國和加拿大）、歐洲（波蘭和德國）以及南半球國家（烏拉圭、阿根廷、澳大利亞和智利）[128]，巴西在引進(jìn)藍(lán)莓種植時(shí)考慮到當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件的不適宜性，比較了不同藍(lán)莓品種在巴西潮濕的亞熱帶氣候條件下的物候發(fā)育、生產(chǎn)力和果實(shí)品質(zhì)的差異，最終確定“Bluegem”“Delite”“Climax”和“Powderblue”這4個(gè)藍(lán)莓品種在巴西的生產(chǎn)潛力和品質(zhì)潛力最好[129]。

6 討論與展望

除遺傳因素外，環(huán)境因素對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)形成至關(guān)重要，其中氣候因素的作用尤為顯著。國外針對(duì)溫度、降水、CO2濃度等氣候因子的農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)研究已取得一定成果。就國外現(xiàn)有的研究來看，農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)考慮的影響因素較多，針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的氣候評(píng)價(jià)方法也較為豐富，而關(guān)于構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)方面，國外目前還沒有一種完全通用和普適的評(píng)價(jià)指標(biāo)分類標(biāo)準(zhǔn)。由此，今后針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方面。

（1）國外農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)研究有一定的局限性，還存在諸多不足。在氣候品質(zhì)影響因素方面，不同學(xué)者在評(píng)價(jià)過程中選擇的影響因素各不相同，因而難以進(jìn)行氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果的橫向比較，而影響因子選擇的主觀性和數(shù)據(jù)質(zhì)量的穩(wěn)定性也會(huì)導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性受到質(zhì)疑，同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用中易忽視各氣候因子對(duì)作物影響的滯后效應(yīng)。在氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)方法方面，采用傳統(tǒng)方法（回歸分析、主成分分析和方差分析等）會(huì)忽略氣候多因子之間的協(xié)同作用，如光照條件較好的情況下，熱量和降水資源的利用率會(huì)提高；同樣地在降水量適宜條件下，光照和熱量資源利用率也會(huì)相應(yīng)地有所提高。基于混合模型、MaxENT模型、作物模型、3S技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)研究相較于傳統(tǒng)方法優(yōu)勢(shì)明顯，可以較好地消除主觀判斷和決策屬性的不確定性。在氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建方面，目前國外尚未有通用和普適的評(píng)價(jià)指標(biāo)與分類體系成果，已有的指標(biāo)按照指標(biāo)產(chǎn)生的方法和定量化程度可分為模型模擬指標(biāo)、定量指標(biāo)和分級(jí)指標(biāo)。為更好地推進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)服務(wù)，在氣候品質(zhì)影響因素篩選、評(píng)價(jià)方法選擇、評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建等方面都有待于進(jìn)一步規(guī)范和完善。

（2）農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)是國內(nèi)氣象部門在農(nóng)業(yè)氣象研究與應(yīng)用的創(chuàng)新成果，從前期主要研究氣候條件對(duì)產(chǎn)量的影響以及作物的氣候適宜性、農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃等，創(chuàng)新發(fā)展為農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)研究與應(yīng)用，各地氣象部門通過氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)服務(wù)顯著提升了當(dāng)?shù)靥厣r(nóng)產(chǎn)品的認(rèn)可度和知名度，為脫貧攻堅(jiān)做出了重要貢獻(xiàn)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。在眾多研究報(bào)道中[130-132]，開展評(píng)價(jià)服務(wù)可分為4步，第1步探討農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和氣候因子的相關(guān)性，第2步篩選氣候品質(zhì)指標(biāo)，第3步采用統(tǒng)計(jì)方法構(gòu)建基于氣候品質(zhì)指標(biāo)的農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)模型，第4步劃分農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)等級(jí)。相較于國外已有研究，國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)影響因素和評(píng)價(jià)方法相對(duì)單一，大多未考慮土壤、水文、地形條件、人工管理等其他環(huán)境因素對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響。另外國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)主要研究當(dāng)年與歷史氣候條件對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)影響的利弊程度，而國外相關(guān)研究不僅研究歷史氣候，還研究利用大氣環(huán)流模式（GCMs）、海氣耦合氣候模式（AOGCMs）或區(qū)域氣候模式（RCMs）等構(gòu)建未來氣候變化情景，評(píng)估未來氣候變化對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響程度。

（3）未來國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)以下研究與實(shí)踐：綜合多環(huán)境因素（如地形地貌、水文資源、病蟲害、人工管理措施等）影響，構(gòu)建基于多環(huán)境因素的農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)；探索發(fā)展混合模型、MaxENT模型、作物模型、3S技術(shù)等在氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)中應(yīng)用的新技術(shù)與新方法；開展未來氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)氣候資源動(dòng)態(tài)評(píng)估和農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)研究，拓展特色農(nóng)產(chǎn)品的氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)研究。為實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)的科學(xué)化、精細(xì)化與生產(chǎn)應(yīng)用服務(wù)提供科技支撐，以支撐適應(yīng)與應(yīng)對(duì)氣候變化和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)農(nóng)作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)與農(nóng)產(chǎn)品提質(zhì)增效的國家需求。