Published November 4, 2013
| Version v1
Publication
Open
Historical changes in global yields: major cereal and legume crops from 1982 to 2006
Creators
- 1. National Institute for Agro-Environmental Sciences
- 2. National Agricultural Technology Institute
- 3. The University of Tokyo
- 4. Institute for Soil, Climate and Water
- 5. Japan International Research Center for Agricultural Sciences
Description
Abstract Aim Recent changes in crop yields have implications for future global food security, which are likely to be affected by climate change. We developed a spatially explicit global dataset of historical yields for maize, soybean, rice and wheat to explore the historical changes in mean, year‐to‐year variation and annual rate of change in yields for the period 1982–2006. Location This study was conducted at the global scale. Methods We modelled historical and spatial patterns of yields at a grid size of 1.125° by combining global agricultural datasets related to the crop calendar and harvested area in 2000, country yield statistics and satellite‐derived net primary production. Modelled yields were compared with other global datasets of yields in 2000 ( M3 ‐Crops and M ap SPAM ) and subnational yield statistics for 23 major crop‐producing countries. Historical changes in modelled yields were then examined. Results Modelled yields explained 45–81% of the spatial variation of yields in 2000 from M3 ‐Crops and M ap SPAM , with root‐mean‐square errors of 0.5–1.8 t ha −1 . Most correlation coefficients between modelled yield time series and subnational yield statistics for the period 1982–2006 in major crop‐producing regions were greater than 0.8. Our analysis corroborated the incidence of reported yield stagnations and collapses and showed that low and mid latitudes in the S outhern H emisphere (0–40° S ) experienced significantly increased year‐to‐year variation in maize, rice and wheat yields in 1994–2006 compared with that in 1982–93. Main conclusions Our analyses revealed increased instability of yields across a broad region of the S outhern H emisphere, where many developing countries are located. Such changes are likely to be related to recent yield stagnation and collapses. Although our understanding of the impacts of recent climate change, particularly the incidence of climate extremes, on crop yields remains limited, our dataset offers opportunities to close parts of this knowledge gap.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
للتغيرات الأخيرة في غلة المحاصيل آثار على الأمن الغذائي العالمي في المستقبل، والتي من المرجح أن تتأثر بتغير المناخ. طورنا مجموعة بيانات عالمية واضحة مكانيًا من الغلة التاريخية للذرة وفول الصويا والأرز والقمح لاستكشاف التغيرات التاريخية في المتوسط، والتباين من سنة إلى أخرى والمعدل السنوي للتغير في الغلة للفترة 1982–2006. الموقع أجريت هذه الدراسة على نطاق عالمي. الطرق قمنا بنمذجة الأنماط التاريخية والمكانية للغلة بحجم شبكة 1.125درجة من خلال الجمع بين مجموعات البيانات الزراعية العالمية المتعلقة بتقويم المحاصيل والمنطقة المحصودة في عام 2000، وإحصاءات الغلة القطرية وصافي الإنتاج الأولي المستمد من الأقمار الصناعية. تمت مقارنة الغلة النموذجية مع مجموعات البيانات العالمية الأخرى للغلة في عام 2000 (M3 -المحاصيل والبريد المزعج MAP) وإحصاءات الغلة دون الوطنية لـ 23 دولة رئيسية منتجة للمحاصيل. ثم تم فحص التغيرات التاريخية في الغلة النموذجية. أوضحت الغلة المنمذجة 45-81 ٪ من التباين المكاني للغلة في عام 2000 من M3 -المحاصيل والبريد المزعج MAP، مع أخطاء الجذر التربيعي لمتوسط 0.5–1.8 طن هكتار -1 . كانت معظم معاملات الارتباط بين السلاسل الزمنية النموذجية للغلة وإحصاءات الغلة دون الوطنية للفترة 1982–2006 في المناطق الرئيسية المنتجة للمحاصيل أكبر من 0.8. أكد تحليلنا حدوث الركود والانهيارات في المحاصيل المبلغ عنها وأظهر أن خطوط العرض المنخفضة والمتوسطة في نصف الكرة الأرضية الجنوبي (0–40درجة مئوية) شهدت زيادة كبيرة في التباين من سنة إلى أخرى في محاصيل الذرة والأرز والقمح في الفترة 1994–2006 مقارنة بالفترة 1982-1993. الاستنتاجات الرئيسية كشفت تحليلاتنا عن زيادة عدم استقرار الغلة عبر منطقة واسعة من نصف الكرة الجنوبي، حيث توجد العديد من البلدان النامية. من المرجح أن تكون هذه التغييرات مرتبطة بالركود والانهيارات الأخيرة في العائد. على الرغم من أن فهمنا لتأثيرات تغير المناخ الأخير، ولا سيما حدوث الظواهر المناخية المتطرفة، على غلة المحاصيل لا يزال محدودًا، فإن مجموعة البيانات الخاصة بنا توفر فرصًا لسد أجزاء من هذه الفجوة المعرفية.Translated Description (French)
Résumé Objectif Les changements récents dans les rendements des cultures ont des implications pour la sécurité alimentaire mondiale future, qui sont susceptibles d'être affectées par le changement climatique. Nous avons développé un ensemble de données mondiales spatialement explicites sur les rendements historiques du maïs, du soja, du riz et du blé pour explorer les changements historiques de la moyenne, de la variation d'une année à l'autre et du taux de variation annuel des rendements pour la période 1982–2006. Lieu Cette étude a été menée à l'échelle mondiale. Méthodes Nous avons modélisé les modèles historiques et spatiaux des rendements à une taille de grille de 1,125° en combinant des ensembles de données agricoles mondiales liées au calendrier des cultures et à la superficie récoltée en 2000, aux statistiques de rendement des pays et à la production primaire nettedérivée des satellites. Les rendements modélisés ont été comparés à d'autres ensembles de données mondiaux sur les rendements en 2000 ( M3 ‐Cultures et M ap SPAM ) et aux statistiques de rendement infranationales pour 23 grands pays producteurs de cultures. Les changements historiques dans les rendements modélisés ont ensuite été examinés. Résultats Les rendements modélisés expliquaient 45 à 81 % de la variation spatiale des rendements en 2000 à partir de M3 ‐Cultures et de M ap SPAM , avec des erreurs quadratiques moyennes de 0,5 à 1,8 t ha −1 . La plupart des coefficients de corrélation entre les séries chronologiques de rendement modélisées et les statistiques de rendement infranationales pour la période 1982–2006 dans les principales régions productrices de cultures étaient supérieurs à 0,8. Notre analyse a corroboré l'incidence des stagnations et des effondrements de rendement signalés et a montré que les latitudes basses et moyennes de l'hémisphère Sud-H (0–40° S ) ont connu une variation significative d'une année à l'autre des rendements du maïs, du riz et du blé en 1994–2006 par rapport à 1982-1993. Principales conclusions Nos analyses ont révélé une instabilité accrue des rendements dans une large région de l'émisphère Sud-H, où se trouvent de nombreux pays en développement. De tels changements sont susceptibles d'être liés à la stagnation et à l'effondrement récents des rendements. Bien que notre compréhension des impacts du changement climatique récent, en particulier de l'incidence des extrêmes climatiques, sur les rendements des cultures reste limitée, notre ensemble de données offre des possibilités de combler une partie de ce déficit de connaissances.Translated Description (Spanish)
Resumen Objetivo Los cambios recientes en el rendimiento de los cultivos tienen implicaciones para la seguridad alimentaria mundial futura, que probablemente se verán afectadas por el cambio climático. Desarrollamos un conjunto de datos globales espacialmente explícitos de rendimientos históricos para el maíz, la soja, el arroz y el trigo para explorar los cambios históricos en la media, la variación interanual y la tasa anual de cambio en los rendimientos para el período 1982–2006. Ubicación Este estudio se realizó a escala global. Métodos Modelamos patrones históricos y espaciales de rendimientos a un tamaño de cuadrícula de 1.125° combinando conjuntos de datos agrícolas globales relacionados con el calendario de cultivos y el área cosechada en 2000, las estadísticas de rendimiento de los países y la producción primaria netaderivada de satélites. Los rendimientos modelados se compararon con otros conjuntos de datos mundiales de rendimientos en 2000 ( M3 ‐Cultivos y Map SPAM ) y estadísticas subnacionales de rendimiento para 23 de los principales países productores de cultivos. A continuación, se examinaron los cambios históricos en los rendimientos modelados. Resultados Los rendimientos modelados explicaron el 45-81% de la variación espacial de los rendimientos en 2000 a partir de M3 ‐Cultivos y M ap SPAM , con errores cuadráticos medios de 0,5-1,8 t ha −1 . La mayoría de los coeficientes de correlación entre las series de tiempo de rendimiento modeladas y las estadísticas de rendimiento subnacionales para el período 1982–2006 en las principales regiones productoras de cultivos fueron superiores a 0,8. Nuestro análisis corroboró la incidencia de los estancamientos y colapsos de rendimiento informados y mostró que las latitudes bajas y medias en la emisfera H externa al S (0–40° S ) experimentaron un aumento significativo de la variación interanual en los rendimientos de maíz, arroz y trigo en 1994–2006 en comparación con 1982–93. Principales conclusiones Nuestros análisis revelaron una mayor inestabilidad de los rendimientos en una amplia región de la Emisfera S externa, donde se encuentran muchos países en desarrollo. Es probable que estos cambios estén relacionados con el reciente estancamiento y colapso de los rendimientos. Aunque nuestra comprensión de los impactos del cambio climático reciente, particularmente la incidencia de los extremos climáticos, en los rendimientos de los cultivos sigue siendo limitada, nuestro conjunto de datos ofrece oportunidades para cerrar partes de esta brecha de conocimiento.Files
geb.12120.pdf
Files
(15.9 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:1000ce65b0a4ca189b3e4c6a807e8783
|
15.9 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التغيرات التاريخية في الغلة العالمية: محاصيل الحبوب والبقوليات الرئيسية من 1982 إلى 2006
- Translated title (French)
- Evolution historique des rendements mondiaux : grandes cultures céréalières et légumineuses de 1982 à 2006
- Translated title (Spanish)
- Cambios históricos en los rendimientos globales: principales cultivos de cereales y leguminosas de 1982 a 2006
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W1495410611
- DOI
- 10.1111/geb.12120
References
- https://openalex.org/W1573527764
- https://openalex.org/W1759826110
- https://openalex.org/W1838764073
- https://openalex.org/W1885078460
- https://openalex.org/W1895518694
- https://openalex.org/W1988416537
- https://openalex.org/W1988902793
- https://openalex.org/W2021474047
- https://openalex.org/W2032328867
- https://openalex.org/W2041666117
- https://openalex.org/W2047684158
- https://openalex.org/W2047858448
- https://openalex.org/W2086529297
- https://openalex.org/W2086710305
- https://openalex.org/W2102235479
- https://openalex.org/W2106256460
- https://openalex.org/W2118921617
- https://openalex.org/W2127154958
- https://openalex.org/W2136403550
- https://openalex.org/W2141817421
- https://openalex.org/W2142231247
- https://openalex.org/W2144351682
- https://openalex.org/W2146833082
- https://openalex.org/W2171395380