宾夕法尼亚州立大学研究人员领导团队的一项研究引发关注。该研究聚焦大规模核战争后可能出现的“核冬天”情景对全球玉米产量的影响，并提出应对策略。

核冬天是一个理论概念，若大规模核战争引发火风暴，产生的烟雾和烟尘遮蔽阳光，全球气温将急剧下降，大部分农业作物枯萎，且可能持续十多年，幸存者或陷入大范围饥荒。

玉米作为世界上种植最广泛的粮食作物，其产量受核冬天影响巨大。研究团队精确模拟了六种不同烟尘注入量的核战争情景。结果显示，一场区域性核战争向大气排放约550万吨烟尘，可能导致全球玉米年产量减少7%;一场大规模全球战争排放1.65亿吨烟尘，玉米年产量或下降80%。全球作物产量下降80%将引发灾难性后果，带来全球大范围粮食危机;即便下降7%，也会严重冲击全球粮食体系和经济，加剧粮食不安全和饥饿。

这些模拟借助Cycles农业生态系统模型实现。该模型由宾夕法尼亚州立大学农业科学学院科学家创建，利用高性能计算，考虑大气条件，精细跟踪土壤 - 植物 - 大气系统内的碳和氮循环，可进行大规模、高分辨率、多年的作物生长模拟。研究模拟了6种核战争情景下38572个地点的玉米生产情况。

除烟尘影响外，研究人员还模拟了核冬天时到达地球表面的UV - B辐射增加对农业的损害。这是首项评估核爆炸后UV - B辐射对农业损害程度的研究。研究预测，核爆炸后的UV - B辐射损害将在世界大战结束后六至八年达到峰值，可能导致玉米产量进一步减少7%，最坏情况下玉米总产量将下降87%。因为核战争产生的氮氧化物及吸收性烟尘产生的热量会迅速破坏臭氧层，增加地球表面的UV - B辐射水平，损害植物组织，限制全球粮食产量。

尽管目前种植的玉米品种在核冬天产量可能灾难性下降，但转向能在较冷条件、较短生长季生长的作物品种，全球作物产量有望提高10%。然而，这些作物的种子供应可能成为“适应性调整的瓶颈”。

为此，研究人员提出准备“农业韧性工具包”，其中包含适合特定地区和气候、能在较冷条件下生长且生长季较短的作物种子。这些工具包有助于在核战争后的动荡时期维持粮食生产，助力供应链和基础设施恢复。其概念还可扩展到其他灾害，在灾难来袭时增强农业韧性。

研究人员指出，虽主动协调国际制定此类应急工具包计划不太可能，但提高认识有助于更好应对。此外，该研究价值不仅在于应对人类造成的灾难，剧烈的火山爆发等也可能引发类似灾难，此类研究迫使我们认识到生物圈的脆弱性。

更多信息： Yuning Shi 等，《农业应对气候灾难：核冬天案例》，《环境研究快报》(2025)。