Данные, используемые в этом документе, взяты из ежегодной сельскохозяйственной статистики Бюро переписи населения Китая за период с 1980 по 2010 год. Данные с 1980 по 2003 год были собраны из Национальной сельскохозяйственной статистики округа , а данные с 2004 по 2010 год взяты из . Ежегодно издается Губернский статистический ежегодник № .Они отслеживают производство и уборку риса, пшеницы и кукурузы в пяти сельскохозяйственных системах Китая, где преобладают зерновые. База данных включала более 73000 переписных наблюдений за тридцать лет в 2463 уездах. Эти данные были преобразованы в информацию об урожайности на трех переменных пространственных уровнях: уезд, провинция/район/муниципалитет и система земледелия. Когда пиксель округа был сегментирован более чем одной системой земледелия, посевная площадь округа была разбита на соответствующие единицы, взвешенные по пространственному распределению пахотных земель.Доступность данных бюро переписи варьировалась на уровне уездов. Отсутствующие значения данных были обычным явлением в некоторых округах и годах. Для отсутствующих данных в основной части 30-летнего набора данных годовые значения за предыдущие и последующие годы усреднялись и использовались для интерполяции отсутствующего значения. Для тех, у кого отсутствовали данные на начало или конец периода времени, для импутации использовалась предполагаемая тенденция из смежного округа. Выбросы данных с чрезвычайно высокими или низкими значениями урожайности (в результате неверно представленных данных, пробелов в статистике обследований, колебаний погоды или заражения вредителями) были обнаружены в некоторых округах и удалены из набора данных (данные представлены в таблице S1 к этому документу).

Анализ тенденции доходности

Тенденции урожайности были проанализированы на каждом из трех уровней пространственной единицы (т. е. система земледелия, провинция и округ) для каждой культуры путем нанесения на график наблюдаемых ежегодных данных об урожайности в период с 1980 по 2010 год и их наилучшего сопоставления с регрессионной моделью (либо -только модель, линейная модель или квадратичная модель). Параметры модели и характеристики кривой определяли классификацию тенденций доходности по четырем категориям, описывающим диапазон встречающихся тенденций (см. примеры на рис. 2).Подобные типы тенденций урожайности были выявлены в предыдущем исследовании Ray et al. [13] и недавно использовались Wei et al. [10]. Первый тип тренда урожайности был там, где доходность не повышалась (NI) в течение 30-летнего периода. На этот тип тренда указывает линейная модель, основанная только на пересечении, с положительным наклоном и ростом урожайности ниже 0,5 т га ^-1 за период (рис. 2А). Во-вторых, стагнация урожайности (ST), когда доходность повышалась в начале периода, но затем доходность стагнировала или снизилась. В этом случае линейная модель показала положительный наклон, коэффициенты квадратичного члена в квадратичной модели были отрицательными, а доходность показала максимальное значение, которое затем оставалось стабильным или снижалось (рис. 2B).В-третьих, рухнула урожайность (CO), где урожайность снизилась с 1981 года или сначала увеличилась, а затем рухнула до уровня 1980-х годов. Эта категория демонстрировала линейную модель с отрицательным наклоном, коэффициенты квадратичного члена в квадратичной модели были отрицательными, а параболические вершины находились перед серединой периода (рис. 2C). Четвертый тип, все еще возрастающая урожайность (SI), характеризовался повышенной урожайностью в течение периода, который продолжал расти к концу 30-летнего периода.Положительные наклоны линейной модели с наиболее подходящими квадратами R указывают на увеличение урожайности. Этот тип был идентифицирован квадратичной моделью с отрицательными коэффициентами и где максимальные значения доходности (параболическая вершина) не были достигнуты на сегодняшний день, или положительными коэффициентами с параболическими вершинами вблизи ординат (рис. 2D). Классификация этих моделей является более сложной, поскольку детали включены в пример «Дерева решений» на рис. S1. На основе темпов роста урожайности за период посевные площади в категории SI были дополнительно разделены на три области; те, которые демонстрируют «быстрый рост» (верхние 25% темпов роста урожайности в регионах с повышением урожайности), «умеренный рост» (промежуточные 50% темпов роста урожайности в регионах с повышением урожайности) и «медленный рост» (нижние 25% темпов роста урожайности). темпов роста урожайности в регионах с улучшенной урожайностью).

Области трендов урожайности для каждой конкретной культуры в системе земледелия и провинции были суммированы из данных уровня уезда. Тенденции урожайности по округам были импортированы в набор данных географической информационной системы (ГИС). Они были сопоставлены с каждой сеткой (где каждая сетка представляет округ) в системе ГИС, а области тенденций урожайности на уровне округа затем были объединены в единицы ГИС на уровне провинции и системы земледелия. Картирование позволило нам увидеть, где и как менялась урожайность с течением времени.Чтобы лучше понять ситуацию с зерновыми продовольственными культурами в основных районах Китая, был проведен более подробный анализ тенденций урожайности каждой культуры в десяти наиболее важных провинциях-производителях. Эти результаты для наиболее важных областей производства зерновых помогли нам оценить вероятные будущие тенденции урожайности зерновых культур и их влияние на национальную продовольственную безопасность.

Климат-урожайность

Поскольку изменение климата может повлиять на урожайность, мы провели множественную линейную регрессию с урожайностью риса и кукурузы, чтобы проверить связь между изменением климата и тенденциями урожайности.Подход, основанный на первых разностях временных рядов урожайности (ΔУрожайность, изменение урожайности от года к году, зависимая переменная) и климатических переменных вегетационного периода (ΔTmax, ΔTmin и ΔRf, представляющих годовое изменение максимальной температуры, минимальной температура и осадки, соответственно, независимые переменные), использовалась для оценки того, какое влияние тренд климатических переменных должен был оказать на изменения урожайности. Этот метод часто используется в исследованиях изменения климата и растениеводства [14–17].Данные о климатических переменных были собраны с двадцати шести климатических станций Китайского метеорологического управления на северо-востоке, с двадцати семи в низинной рисовой системе , восьми из Северного Китая, двадцати из региона Хуанхуайхай и тридцати из юго-западного Китая. Эти данные охватывают тридцать лет с 1980 по 2010 год (см. Таблицу S2).

Результаты

Общие тенденции доходности

Наш анализ показывает, что большая часть посевных площадей зерновых в пяти сельскохозяйственных системах (которые вместе производят 93% национального производства зерновых) в Китае испытали значительный рост урожайности между 1980 и 2010 гг. этот период времени.В последние годы (2000-е годы) урожайность на более чем половине площадей в пяти системах земледелия, по-видимому, не изменилась (около 14,7 млн ​​га риса и 15,5 млн га кукурузы) (см. Таблицу 1 и Рис. 3).

Установлено, что урожайность риса продолжала увеличиваться на 12,3 млн га, т.е. на 41,8% посевной площади. Однако около 50% посевных площадей риса в настоящее время демонстрируют стагнацию урожайности (около 14,7 млн ​​га) после длительного периода повышения урожайности (таблица 1). Урожайность упала или не улучшилась (с небольшим увеличением на 0.5 т га ^-1 ) в последние десятилетия менее чем на 2,3 млн га, или 7,8% от общей площади риса.

Урожайность пшеницы продолжила увеличиваться на 13,8 млн га, т.е. 58,2% от общей посевной площади (табл. 1). Почти на 3,8 млн га (15,8% посевной площади) наблюдается стагнация урожая. Кроме того, за тридцать лет не произошло повышения урожайности пшеницы на 13,3% посевных площадей, в то время как урожайность упала на небольшой площади (1,8%).

С 2007 года кукуруза стала наиболее широко выращиваемой продовольственной культурой в Китае, за ней следует рис.Однако в нашем анализе урожайность увеличилась только на 17,7% посевной площади кукурузы (5,3 м га) и осталась на прежнем уровне на очень большой площади (54,3%, 16,3 м га) после некоторого улучшения в начале периода времени (таблица 1). . Кроме того, урожайность вообще не повысилась на 6,5 млн га (21,7% площади кукурузы) и упала на 0,5 млн га (1,6%).

Тенденции урожайности в сельскохозяйственных системах и провинциях

В рамках пяти систем земледелия только 7,8% площадей рисоводства не продемонстрировали увеличения урожайности за 30 лет.Эти районы были обнаружены в основном в системе низинного риса , окраинных районах в провинции Сычуань и частях высокогорной интенсивной системы в Шаньси, Шэньси и Внутренней Монголии (рис. 3). Система низменного риса чрезвычайно важна для производства риса, занимая 59,7% национальных рисовых площадей. В этой системе на 22,3% национальных рисовых площадей все еще наблюдается рост урожайности, но на большей части (32,5% национальных рисовых площадей) наблюдается стагнация. Смешанная система с умеренным климатом имеет 19% национальных посевных площадей риса, причем половина из них испытывает рост урожайности (в основном по типу «быстрого роста»), а 7.Здесь находится 4% от общей площади застойного риса. На систему субтропических возвышенностей приходится 16,9% национальных посевных площадей риса, и половина (8,7%) находится в застое. На рис. 3 большими голубыми пикселями показаны большие площади, где урожайность риса застопорилась в южных сельскохозяйственных системах Китая, включая низинные рисовые , высокогорные интенсивно-субтропические и высокогорные смешанные системы. Большие площади с умеренным увеличением урожайности показаны ярко-зеленым цветом. Для северных умеренных и нагорных интенсивно-умеренных систем, расположенных в основном на Северо-Восточной равнине Китая, районы, где урожайность риса быстро растет (отмечены темно-зеленым цветом), покрывают более половины площади (рис. 3).Урожайность риса упала менее чем на 1% посевных площадей риса, в основном расположенных в отдаленных горах Шэньси и Шаньси.

Урожайность пшеницы не повысилась в период с 1980 по 2010 год на 13,3% посевных площадей в системах земледелия. Из них 7,7% площади приходится на низинную рисовую систему , которая является наиболее важной системой выращивания пшеницы с 51,6% посевных площадей пшеницы в Китае. В системе низинного риса 37,3% национальных площадей пшеницы увеличили урожайность, а еще 6.3% застоялись. Смешанная система умеренного пояса занимает второе место по площади посевов пшеницы (23,3% от общенационального). Здесь более половины (14,4% от общего числа по стране) имели рост урожайности, а 6,7% оставались на прежнем уровне. Урожайность увеличилась на 72,3% площади пшеницы в системе низинного риса и на 61,7% площади пшеницы в смешанной системе умеренного климата . В высокопродуктивных районах выращивания пшеницы урожайность пшеницы продолжает быстро расти на равнине Хуабэй, в провинциях Хэбэй, Хэнань, Аньхой и Шаньдун (рис. 3) смешанной системы умеренного климата .Это основные части наиболее продуктивных пшеничных зон.

Тенденции урожайности в 10 крупнейших провинциях

В первую десятку провинций по производству риса входят центральный и южный Китай, а также провинция Хэйлунцзян на северо-востоке. Урожайность в некоторых из этих десяти провинций не изменилась, но выросла в других.В шести провинциях наблюдается стагнация урожайности более чем на половине площади выращивания риса. Наиболее массовая стагнация произошла в провинции Гуанси, где стагнировали 77% посевных площадей, и в провинции Гуандун с 72,3%. Хунань и Цзянсу, первый и третий по величине производители, столкнулись со стагнацией на 67,6% и 65,0% своих рисовых площадей, а также на 58% в Хубэй и 56% в Сычуани (рис. 4). Однако в провинциях Чжэцзян, Цзянси и Аньхой (расположенных в центральном и восточном Китае) урожайность увеличилась на 88%.7%, 68,1% и 64,5% их посевных площадей. Провинция Хэйлунцзян (на крайнем северо-востоке Китая) увеличила урожайность на 68,7% своей площади.

Рис. 4. Тенденции урожайности для 10 ведущих производителей в Китае.

Топ-10 производителей были получены из отчета NSB о средней урожайности за 2006–2010 гг., расположенного в горизонтальной координате в порядке размера производства. Общая площадь была основана на площади урожая пяти основных систем земледелия. Урожайная площадь в среднем за 2006–2010 гг.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0159061.g004

Наиболее благоприятные провинции по производству пшеницы расположены к северу от реки Янцзы в Северном Китае. Десять ведущих производителей продемонстрировали относительно последовательную тенденцию к увеличению урожайности, при этом в семи провинциях урожайность увеличилась более чем на половине их посевных площадей. Урожайность выросла на 98% посевных площадей пшеницы в провинции Аньхой, 81,8% в Хэнани, 69,3% в Цзянсу, 63,0% в Шаньдуне, 59,9% в Ганьсу, 53.6% в Сычуани и 53,2% в Хэбэе. Остальными провинциями среди десяти производителей пшеницы являются Синьцзян и Шаньси, а также провинция Хубэй, где менее половины посевных площадей продемонстрировали повышенную урожайность.

Кукуруза выращивается преимущественно на северо-востоке Китая, особенно в провинциях Хэйлунцзян, Цзилинь и Ляонин; и в Северном Китае, главным образом в провинциях Шаньдун, Хэнань и Хэбэй. Наш анализ показывает, что во всех вышеперечисленных провинциях-производителях наблюдалась стагнация урожая кукурузы на более чем 50% их посевных площадей, за исключением провинции Хэбэй.Среди них крупнейший производитель, Хэйлунцзян, имел 85,5% площадей кукурузы со стагнацией урожайности. Второй и третий по величине производители, Цзилинь и Шаньдун, стали свидетелями стагнации на 54,8% и 51,6% площадей кукурузы. У четвертого производителя (Хэнань) стагнация составила 65,3%, а у Ляонина — 54,3%. Таким образом, наша оценка указывает на повсеместную стагнацию урожайности в традиционных регионах Китая, занимающихся выращиванием кукурузы. Напротив, в других провинциях-производителях, расположенных на юге и западе Китая, урожай кукурузы продолжает расти.В Сычуани и Юньнани преобладают горные ландшафты, где хорошо растут рис, пшеница и кукуруза. Кукуруза становится все более важной в этих двух провинциях: за период с 1980 по 2010 год урожай кукурузы увеличился на 38,5% при увеличении посевной площади на 62,1%.

Влияние климата

Результаты изменения климата представлены в таблицах 2 и 3. ΔTmin положительно ( p < 0,05) связано с изменением урожайности риса, а ΔRf отрицательно ( p < 0,05) связано с Северо-Восточным Китаем, регионом производства риса с умеренным климатом, где эффективная накопленная температура является ключевым фактором для роста риса.Было обнаружено, что температура и осадки не связаны с изменением урожайности риса в системе риса в низинах . Для кукурузы ΔTmax была в значительной степени связана ( p < 0,05) с изменениями урожайности кукурузы во всех трех регионах выращивания кукурузы в умеренном климате, где увеличение Tmax снижало урожайность. С ΔTmin наблюдалась значительная положительная связь между Tmin и изменением урожайности кукурузы, при этом более высокая Tmin приводила к более высокой урожайности кукурузы в Северо-Восточном Китае. ΔRf отрицательно зависел от изменения урожайности кукурузы на северо-востоке и в районе Хуанхуайхай.В тропических горных районах на юго-западе Китая изменения урожайности кукурузы не были существенно связаны с переменными температурой и количеством осадков.

Обсуждение влияния тенденций урожайности на продовольственную безопасность Китая

Тенденции и области урожайности

В соответствии с общими тенденциями урожайности в нашем исследовании, все три зерновые культуры продолжали демонстрировать рост урожайности на значительной части своих площадей в Китае в период 1980–2010 гг. Снижение урожайности является редкостью для всех трех культур, но стагнация урожая и его отсутствие в настоящее время широко распространены.В целом, наши выводы о тенденциях урожайности и площадях согласуются с предыдущим исследованием Wei et al. (2015) [10]. Наши результаты были особенно похожи на результаты Wei et al. для риса. Для пшеницы наши результаты показали более высокую долю посевных площадей с увеличивающейся урожайностью (58,2%), чем у Вэй (49,4% округов), и гораздо меньшую площадь застойных площадей (15,8% посевных площадей), чем 42% округов со стагнацией, о которых сообщило исследование. Вэй и др. Для кукурузы мы подсчитали, что очень большие 54,3% площадей страдают от стагнации урожая по сравнению с 42.3% округов в Wei et al. Различия между двумя исследованиями, вероятно, связаны с использованием разных статистических единиц (наша работа объединила округа с одинаковой тенденцией урожайности по посевным площадям, в то время как Вей и др. суммировали количество округов с каждой тенденцией урожайности). Кроме того, Вэй включил округа со всего Китая, в том числе обширные районы малопосеянного западного Китая, в то время как мы сосредоточились на основных зерновых районах северного, восточного, центрального и южного Китая. Это может объяснить, почему результаты были особенно разными для пшеницы, где значительная часть застойных округов на западе по пшенице попала в статистику Вэя.

Изменение климата

Изменение климата и его влияние на продовольственную безопасность являются ключевым направлением и вызовом для Китая в этом столетии [30]. Недавние исследования оценили изменение климата и его вероятное влияние на изменения урожайности в Китае [17,31].Повышение температуры, изменение характера осадков и более частые экстремальные погодные явления комплексно повлияют на урожайность, часто в тех местах, которые уже наиболее уязвимы [32]. Средняя температура повысилась на 1,2 °C с 1961 года в Китае [33], количество осадков уменьшилось на уже засушливом севере и увеличилось, а на влажном юге ожидаются переменные осадки [34].

В нашей климатической оценке мы выбрали рис и кукурузу для тестирования, поскольку тенденции урожайности этих культур сильно различаются в зависимости от района и системы земледелия, в то время как, напротив, урожайность пшеницы растет среди большинства производителей пшеницы.Из нашего исследования следует, что общее влияние изменения климата на эти культуры в Китае является неопределенным, с некоторыми ожидаемыми преимуществами и некоторым ущербом. Увеличение ΔTmin на северо-востоке должно способствовать повышению урожайности риса и кукурузы, в то время как увеличение ΔTmax может негативно сказаться на урожайности кукурузы в системах с умеренным климатом. Эти выводы подтверждаются предыдущими исследованиями. Урожайность риса на северо-востоке увеличилась на 4,5–14,6% на 1 °C в ответ на ночное потепление в период с 1951 по 2002 год [17]. А 4.Снижение средней урожайности пшеницы на 5% можно объяснить повышением температуры в период 1979–2000 гг. [31]. Однако другие исследования показали противоречивые результаты. Пэн и др. (2004) подсчитали, что сокращение глобального урожая риса на 25% произошло из-за потепления [35]. Среднее влияние более высоких температур и большего количества осадков положительно в Китае [36]. Текущие исследования, основанные на панельных данных в масштабе провинции, показывают, что незначительное повышение температуры и количества осадков по-разному влияют на производство зерна в разных регионах с сезонными эффектами.

Ограниченные права на пахотную землю и собственность

С 1950-х годов население Китая удвоилось и достигло 1,3 миллиарда человек, а общая площадь пахотных земель увеличилась менее чем на 30% и составила около 121,7 млн ​​га [37]. Дальнейшее увеличение посевных площадей компенсирует часть последствий стагнации урожайности, но в Китае для этого мало возможностей. Китай использует почти все доступные пахотные земли [33], а сельскохозяйственные угодья продолжают теряться из-за ускоряющейся урбанизации [38]. Пахотных земель на душу населения в настоящее время всего 0.1 га и это упадет. Земледелие, основанное на Системе ответственности домохозяйств , принесло огромные улучшения в производственный потенциал, способствовало производству продуктов питания и способствовало сокращению сельской бедности в период ранних реформ в 1980-х и 1990-х годах, но привело к небольшому размеру фермы, по оценкам на сегодняшний день. в среднем 0,53 га на одно фермерское хозяйство в Китае. Многие аспекты современных сельскохозяйственных технологий и методов выращивания трудно использовать на небольших фермах, что ограничивает урожайность и ограничивает повышение доходов большинства фермерских домохозяйств [39].Продолжаются реформы рынка сельскохозяйственных угодий и прав собственности на землю, которые направлены на увеличение размеров ферм в Китае, а затем на повышение производительности сельского хозяйства [40].

Несельскохозяйственные отрасли в Китае быстро развиваются и привлекают много молодых рабочих из сельской местности. Произошел значительный отток рабочей силы из сельского хозяйства, и эта тенденция сохраняется. Размер перемещения сельской рабочей силы в города увеличился до более чем 250 миллионов человек в 2011 году [41], что составляет около 38% от общей активной рабочей силы в сельской местности.Таким образом, важно координировать сельскую трудовую миграцию и продовольственную безопасность.

Фермеры, которые остаются в сельском хозяйстве, в основном малообразованны и относятся к старшему поколению, и это является еще одной проблемой для развития фермерства и повышения производительности ферм. Предыдущий опыт развитых стран показал, что акцент на образование оставшихся фермеров и сельскохозяйственных рабочих был важен для повышения производительности сельского хозяйства и внедрения новых инструментов, сортов, методов и технологий в сельском хозяйстве [42].Например, в США доля всей рабочей силы в сельскохозяйственном секторе к 1970 г. упала до 10,8%, а в 1990-х гг. снизилась до менее чем 3%. В это время стоимость сельскохозяйственной продукции США продолжала расти. Китаю нужны новые энергичные и хорошо подготовленные фермеры и современные сельскохозяйственные предприятия, чтобы создать информационную и рыночную среду.

Нехватка воды

Ограниченная доступность и неравномерное распределение воды чрезвычайно серьезны в Китае, и они считаются самой большой угрозой для средств к существованию и продовольственной безопасности [43].В северной смешанной системе умеренного пояса, где преобладающими культурами являются пшеница и кукуруза, а урожайность кукурузы в настоящее время значительно снижается, нехватка воды и засуха являются основными проблемами в растениеводстве. Север страны, на котором проживает почти половина всего населения Китая и 65% пахотных земель, обладает лишь 18% всех водных ресурсов. Во многих районах сельскохозяйственное производство в настоящее время сильно зависит от грунтовых вод, что вместе с более интенсивным использованием воды для промышленности и повседневной жизни привело к неустойчивому снижению уровня грунтовых вод примерно на 40 см в год [44, 45].

Для сравнения, на юге, где рис является основной культурой, осадков (особенно летних) часто бывает более чем достаточно, и затопление посевов является обычным явлением. В центральных районах, таких как средние и нижние районы долины реки Янцзы (где водные ресурсы считаются богатыми), по-прежнему наблюдаются сезонные и региональные засухи и нехватка воды. Водная безопасность является основой продовольственной безопасности. Для реализации потенциала урожайности необходимо укрепить водохозяйственные сооружения и повысить эффективность водопользования в сочетании с переброской воды с юга на север и транспортировкой зерна.

Удобрения и загрязнения

В последние годы, когда площадь пахотных земель сократилась, а нехватка воды стала более серьезной, в Китае все больше внимания уделяется ухудшению состояния окружающей среды. Интенсивное выращивание с использованием большего количества ресурсов привело к низкой эффективности использования питательных веществ и загрязнению окружающей среды [46]. В настоящее время Китай является крупнейшим потребителем химических удобрений и пестицидов в мире [47]. Недавно среднее количество азотных удобрений, вносимых под продовольственные культуры в Китае, оценивалось в 190 кг/га ^-1 [48].С увеличением и нерациональным использованием химических удобрений эффективность использования удобрений быстро снижается [49,50]. Большинство китайских фермеров вносят удобрения по привычке, а не по питанию почвы на месте и потребностям растений в питательных веществах, и большая часть избыточных удобрений теряется в окружающей среде, что приводит к ухудшению качества почвы и воды [51,52]. Подсчитано, что шестьдесят процентов китайских озер подвержены эвтрофикации, часто в результате выщелачивания удобрений и стока от сельскохозяйственной деятельности, что отрицательно сказывается на ирригационных ресурсах и питьевой воде [33].

Пути вперед

Вполне вероятно, что широкое использование соответствующих технологических инноваций будет и впредь смягчать ограничения производства зерновых, повышать урожайность и помогать Китаю повышать продуктивность сельского хозяйства, особенно если удастся решить вопросы прав собственности на воду и землю и сдержать ухудшение состояния окружающей среды. Поскольку возможности для увеличения посевных площадей ограничены, Китаю необходимо будет обеспечить постоянный рост урожайности зерновых в регионах с недавним ростом урожайности, не нанося дальнейшего ущерба окружающей среде, применяя подходы устойчивой интенсификации к управлению растениеводством [40].В краткосрочной перспективе должна помочь оптимизация землепользования в различных частях страны путем поощрения фермеров к выращиванию лучших типов зерновых культур и сортов для их района (на основе наличия ресурсов, показателей урожайности и соотношения выгод и затрат). Это происходило в прошлом, когда фокус национального производства риса сместился примерно на 340 километров с юга на север с 1960-х годов, так что теперь северо-восток Китая стал новым крупным производителем риса [8]. С 1990-х годов общая посевная площадь риса в Китае медленно сокращалась, в то время как расширение новых рисовых площадей с увеличением урожайности в значительной степени способствовало поддержанию производства риса на северо-востоке (рис. 3, зеленая зона на северо-востоке), где изначальные доминирующие культуры включали кукурузу. и соя.

Наиболее оптимистичные перспективы у кукурузы. Кукуруза стала крупнейшей культурой в Китае по посевной площади с 2007 года и по объему производства с 2012 года. Существует большой потенциал для увеличения производства кукурузы за счет увеличения посевных площадей в центральном и южном Китае. Ожидается, что спрос на кукурузу будет продолжать расти в связи с ростом населения и увеличением потребности в кормах для животных для производства продуктов питания с высоким содержанием белка. Наиболее широко распространенная стагнация урожайности кукурузы, показанная в этом исследовании, произошла в северной умеренной смешанной системе , где урожайность уже высока.Однако в юго-западном производственном регионе, включая смешанную систему высокогорных районов , урожайность продолжает расти на большей части площадей кукурузы, хотя посевная площадь кукурузы меньше, а урожайность ниже. Кукуруза возникла в субтропических регионах и распространилась в районах с умеренным климатом, поэтому она обладает широкой приспособляемостью и может выращиваться в низких и высоких широтах. Если площади и производство кукурузы могут быть расширены в больших частях юга, где наблюдается тенденция к увеличению урожайности, это значительно повысит урожайность кукурузы.Эти районы имеют благоприятные осадки для смешанных богарных и орошаемых культур, которые могут хорошо реагировать на другие факторы, особенно на удобрения.