近日，中国农业科学院棉花研究所王占彪研究员团队围绕气候变化背景下我国棉花种植适宜性演变这一核心科学问题展开研究，从生物物理因子与社会经济要素多维耦合视角进行长期评估，创新性地提出了融合气候适宜性、生产投入与社会经济驱动的棉花气候适应与布局优化分析框架。相关研究成果以 “Long-term scenarios for climate adaptation of cotton crops in China, considering multidimensional biophysical and socio-economic scenario analysis” 为题发表在环境科学与生态学领域国际学术期刊《清洁生产杂志（Journal of Cleaner Production）》（中科院 1 区 Top 期刊，影响因子IF=10）上。

在全球人口持续增长与气候变化加剧的双重背景下，耕地适宜性格局正在发生深刻变化，农业生产面临需求增加与资源约束的严峻挑战。棉花是我国重要经济作物，全球变化已推动棉花种植区迁移并影响稳产增产。尽管栽培耕作技术的进步在一定程度上缓解了气候冲击，但棉花种植适宜性在长期气候情景的变化仍存在不确定性，且实际种植格局受气候、生产与社会经济因素共同驱动，亟需多维度、长时间尺度的系统评估，以优化未来气候情景下棉花的种植布局。

该研究采用机器学习优化的物种分布模型，构建了一个多维框架用于评估1960年至2100年我国棉花种植的气候适应情景，并通过整合社会经济情景，探索了气候-农业-社会系统的多部门协同应对方案。研究结果表明，由于气候-土壤-地形变化的共同作用，我国棉花高适宜区已北移约166 千米且向高海拔地区扩展（海拔升高约47米）。尽管气候适宜性决定了土地种植潜力，但实际的种植决策仍然主要受经济收益和当地生产水平如氮肥投入量、灌溉面积、机械总动力等的影响。我国三个主棉区中，经济收益对种植意愿的影响均最大，西北内陆棉区的氮肥投入和灌溉水平的重要性排序次之，而黄河流域是农业劳动人员和灌溉水平，长江流域的生产要素重要性则在气候适宜性之后。上述研究结果表明，可持续适应需要平衡生物物理适宜性、生产效率和循环经济实践。该研究建议，未来农业政策应优先实施气候适应型土地利用分区规划，支持新兴适宜区域的适应性基础设施建设，并通过经济激励措施引导种植结构优化，以应对长期气候变化情景。研究结果揭示了气候适宜性、社会经济因素及生产要素之间的协同机制，为制定针对性的棉花气候适应型布局和耕地利用规划提供科学依据。

该研究得到丝绸之路经济带创新驱动发展试验区、乌昌石国家自主创新示范区科技发展计划、新疆“天山英才”培养计划、新疆自然科学基金和河北省研究生创新资助等项目及国家农业农村长期因子综合观测昌吉站的支持。中棉所与河北农业大学联合培养博士研究生郭思梦、郑州大学已毕业硕士研究生吴沣槭为该论文共同第一作者，中棉所王占彪研究员和河北农业大学刘连涛教授为通讯作者。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2026.147491

研究框架