粮食产量新模型将能预测收成的规模，以及为农民提出建议。图片来源：Wikimedia Commons

美国农业不仅是庞大的粮食出口来源，也代表了生产率奇迹，但是，对于世界温饱而言，它们能做的也只有这么多。在全球许多地区，如果人们使用更多肥料、更好的种子以及不断改善管理，目前的粮食产量只是理论产量的一小部分。

耗资200万美元、名为“全球收益差额地图集”的项目的相关负责人最近在美国科学促进会（AAAS）年会上宣称，他们将尝试计算出“全球能够生长多少粮食”的精确数值。这一计划将由来自世界各地的农业科学家共同努力完成。

“人们非常需要这样的工作。”明尼苏达大学的Jon Foley在一封电子邮件中写道，“众所周知，日益增长的粮食安全问题给世界带来越来越大的压力，并且随着人口增长和经济发展，世界粮食体系面临着更严峻的形势。”一直以来，Foley致力于研究全球变化，但其并没有参与该项目。“理解如何改进，以及何处的粮食生产仍然有提升空间将对改善粮食安全问题极为重要。”Foley指出。

其他专家也表示，最终这些结论对于地区农业管理、国家政策制定，以及粮食安全专家研究全球发展趋势等都十分有用。在会上，该地图集项目的负责人之一报告了其研究团队近期取得的成果，并宣称他们的“宏大目标”已经触手可及。

实际上，这并不是科学家首次提出建立类似“收益差额”的反映现代农业生产缺陷的模型，诸如国际农业研究磋商组织（CGIAR）等国际机构也开发出一系列计算机模型。这些模型主要使用气候、作物类型和其他影响因素数据估算当前粮食生产和预测未来发展趋势。

但是，新的地图集项目计划改进这些评估方法。“之前的结论并不十分精确，方法体系也并不健全。”内布拉斯加大学农业学家、该项目共同负责人Kenneth Cassman指出。

新项目的改进之处在于使用了自下而上的研究方法。首先，科学家收集详细的地区性数据，包括气候、土壤、栽培品系和农耕方式等数据。之后，研究人员将这些数据导入一个计算机模型。这项工作始于2011年，主要资金来源于比尔盖茨和梅琳达基金会。目前，该项目团队正在获取、检索南美洲、南亚和撒哈拉以南非洲农业科学家提供的数据。

AAAS年会上，Cassman宣布了初步成果。该研究团队发现，仅通过了解5个气候区就能预测美国80%的玉米种植面积的产量。并且该项目使用49个气候区的数据，就能够较为准确地估计全世界的雨养玉米情况。Cassman表示，这种预测产量和计算收益差额的方法“十分易于管理”。最近，相关研究成果以3篇论文的形式发表于《田间作物研究》上，并且该团队计划在4年内完成整个地图集。

“该项目是一个极好的尝试。” 明尼苏达大学持续性研究学家Nathan Mueller认为，“这确实是下一步人们所需要的。”美国国际农业发展专家Montague Demment称该地图集是“独一无二的”，并预言这项研究将帮助人们确定优先研究领域，以及促使人们关注提高粮食产量的投资需要。