教育新闻网宾州州立大学的研究人员称，如果中西部地区的变暖持续不减，则可以预计50年后玉米和大豆生产的最佳条件将从爱荷华州和伊利诺伊州转移到明尼苏达州和达科他州。
团队使用机器学习(一种人工智能形式，可以使计算机系统从数据中学习)，研究小组从美国农业部18个州的国家农业统计服务中心考虑了三十多年的县级作物产量数据在美国中部地区。该地区占这些作物的绝大部分。
研究人员评估了作物产量以及天气数据。他们考虑了基本的气候变量，以找到特定于每个作物生长阶段的产量预测指标。该研究还分析了1980年至2016年气候与玉米，高粱和大豆籽粒产量之间的关系。
“在我们现在生活的大数据时代之前，这种研究是不可能的，当然，只有利用我们在宾州州立大学可以访问的强大计算能力，才能做到这一点，”副教授Armen Kemanian说农业科学学院的生产系统和建模研究。“这项研究很重要，因为在相对快速变化的气候中，这些技术使我们能够预见可能发生的情况。”
首席研究员亚历克西斯·霍夫曼说，这项发现发表在《环境研究快报》上，并不一定意味着玉米和大豆生产将发生向北和向西的转移，他于2018年在宾州州立大学获得了气象学博士学位。但是，基于研究人员得出的数据表明，这种转变正在进行中，并且很有可能会继续下去。
凯曼尼安说：“我们不建议这样的转变将是一场灾难。”“这并不意味着衣阿华州将停止生产农作物，但这可能意味着衣阿华州的农民适应了气候变暖的情况，一年内生产两种作物或不同作物组合，而不是玉米-大豆轮作占主导地位。这种变化很可能逐步发展，农民和供应链应该能够适应。但是情况将会改变。”
霍夫曼指出，该研究中的三种农作物对湿度和温度的响应是不同的，这是该研究最有说服力的结果之一。通常，玉米需要更多的湿度，高粱可以承受更高的温度，而大豆介于两者之间。
她说，在研究期间，研究人员根据县级温度估算每个县的播种日期，以模拟农民适应寒冷或温暖的年份。他们估计，一旦21天移动平均值上升到特定于作物的阈值温度，便开始播种。玉米，高粱和大豆的种植温度分别为华氏50、59和53.6华氏度。
霍夫曼解释说，从开花前到开花后，玉米在关键时期表现出独特的强烈反应，即产量增加对大气湿度的增加，以及对暴露于极端温度的强烈敏感性。
她说：“湿度是研究的所有农作物的一个因素，但数据告诉我们，与大豆或高粱相比，玉米对玉米的影响更大，而在很短的时间范围内，”“通过湿度，我们的意思是土壤可能是湿的，但是数据表明无论如何空气中的水分都很重要。这以前是未知的。”
她说，但是大豆对最高和最低温度都有很强的反应。“所有农作物对高温都有类似阈值的响应，尽管我们记录了90.5 F对高粱的高温耐受性相对较高，而玉米和大豆对84.2至86 F的耐受性更高。我们没有描述这种响应-机器学习向我们展示了它。”
Kemanian建议，这项研究可能会对销售农作物保险的公司产生影响。
他说：“高温波动是有害的。了解玉米和大豆的时间和数量至关重要。”“农作物保险公司对此感兴趣，因为它们需要评估给定压力发生的风险以及由此产生的费用。”
霍夫曼大学的地球与矿物科学教授克里斯·弗雷斯特(Chris Forest)参与了这项研究。这项研究基于霍夫曼及其团队在撒哈拉以南非洲地区所做的早期工作。
