2014年9月，一群顶尖的植物和农业研究人员在圣路易斯的华盛顿大学坐下来，讨论一个迫在眉睫的问题——气候变化将如何影响中西部的农业？
这不仅仅是一项学术练习。中西部农民种植了该国大部分的玉米和大豆，科学家预测，天气模式的变化可能会对产量造成重大打击，并可能影响食品价格和农民收入。尽管许多研究人员已经研究了气候变化如何影响该国的“粮仓”，但讨论一直很分散。农学家与其他农学家交谈，土壤科学家与其他土壤科学家交谈，农业经济学家与农业经济学家交谈。
研究人员提出了一种不同的方法——整合跨学科的数据，以更全面地了解气候变化如何改变该地区的农业。在接下来的几周里，他们进一步发展了他们的想法。这个跨学科的研究小组提出建立一个田野研究站点网络，该网络将收集当前和未来作物、不同种植系统和农场管理实践的数据。它将强调收集田间数据，以更好地为该地区的气候建模提供信息，参与的机构将进行实验，以测试不同的适应和缓解策略。
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他们的提案名为“重温法老的梦想：一个用于气候适应的美国中西部综合田野研究网络”，最近在《生物科学》上发表。
“我们真的想退后一步，问一个大问题，即我们能做些什么来推进对[气候变化]的应对，我们真的觉得这是需要做的事情，”国际生命科学研究所研究基金会可持续农业和营养安全综合建模中心主任、该文章的主要作者大卫·古斯塔夫森说。
到目前为止，中西部农民已经设法避免了气候变化相关事件造成的重大损失，但研究人员表示，这种高生产力可能在短短几十年内发生改变。
如今，中西部地区玉米和大豆的平均产量约为每英亩173蒲式耳。研究人员预测，到2050年，产量可能会下降多达四分之一。中西部的产量损失不仅对美国消费者不利。该地区提供了全球交易量最大的玉米和大豆份额。
如何在农民中推广“大数据”？
农民们已经在通过安装排水系统来防止农田在暴雨期间被水淹没，以及扩大灌溉以抵御干旱的影响，以此来应对更加多变的天气。一些农民正在减少耕作，以增加土壤碳含量并减少侵蚀。另一些人正在购买更大的设备，以便在条件有利时更快地完成种植。
但是，所有这些措施可能不足以使中西部农民为未来的剧烈环境变化做好准备。到2035年至2065年之间，伊利诺伊州的气温将更像美国南部地区，降雨模式则介于今天的东德克萨斯州和卡罗来纳州之间。虽然较高的温度可能会使某些地区更适宜种植，但诸如土壤质量低或降雨量不足等其他问题可能会使在那里转移生产的可能性降低。
对食品价格的影响则不太确定；研究表明，全球食品价格可能保持相对不变，也可能上涨超过60％。
研究人员表示，如果能够更广泛地获取有关土壤健康、植物生长和农场管理等相关数据，这些预测可能会变得更加准确。
据古斯塔夫森说，鼓励更多数据共享的第一步之一是让美国农业部的中西部气候中心、土地授予大学和推广项目等合作伙伴更紧密地合作。该网络甚至将包括农民和私营部门的数据，尽管这会引发更多关于专有信息的问题。
“目前，我们拥有个人收集的孤立数据；对于数据的收集和管理，实际上没有统一的标准，”古斯塔夫森说。“我们认为，应该在中西部地区提供可访问的研究。”
国际粮食政策研究所的研究员、该论文的合著者理查德·罗伯逊对此表示赞同。作为一名作物建模师，罗伯逊表示，他可以使用更多关于真实世界耕作实践的具体信息，以使他的模拟更加准确。
“我应该在假阳光下把假种子放入假土壤的时间是什么时候？”他问道。
从数据中得出的答案并不总是那么明显。从建模师的角度来看，数学上理想的种植时间可能对一个试图防止玉米被害虫吃掉的农民来说行不通。但是如果没有沟通，使用模型的人就无法准确地在他们的预测中反映这类信息，他说。
“我认为概述的愿景是辉煌而准确的，”爱荷华州立大学的社会学家戈登·阿巴克尔说，他曾对中西部农民的气候变化观点进行了广泛的研究，并且没有参与这项研究。“将许多相关学科和利益相关者聚集在一起将是一项具有挑战性但最终最有效的方法，以提高中西部农业的复原力。”
一个长期讨论的问题变得至关重要
科学家应该做更多工作来协同工作的想法并不新鲜，自2000年代初以来，要求更多开放数据的呼声越来越高，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的名誉教授、该论文的合著者杰拉尔德·尼尔森说。
“在过去的10年中，对开放数据的推动是不可阻挡的，”他说。“这是每个人前进的方向。您必须要做的是使人们可以轻松地获得数据。”
他说，更多的沟通将有助于研究人员确定哪些数据对其他学科的同事有用。
罗伯逊说，在他自己的个人经历中，他看到来自不同学科的研究人员在协同工作方面进展有限。
“我记得13年前坐在一个房间里谈论同样的事情。这可以追溯到很久以前。在这13年中，我们根本无法让人们在同一个房间里。作为一名研究生，我可以说人们彼此说话的时候都错过了对方的意思，”他说。
与研究人员提出的类似的数据共享网络已经存在于其他科学领域。气候科学家将其天气和温度数据广泛提供给他们的同事。在基因组学中，诸如人类基因组计划之类的开放数据计划帮助快速推进了该领域的研究。
阿巴克尔说，在气候变化和农业研究中也存在较小规模的合作范例，例如由美国农业部资助的可持续玉米和有用项目。
“[这些项目]已经表明，将自然科学家和社会科学家与农民和农业顾问聚集在一起的综合跨学科方法可以产生强大的结果。正如作者所设想的那样，扩大这些方法可以帮助我们更有效和更大规模地实现适应和缓解目标，”他在一封电子邮件中写道。
谁为实验付费？
如何让土壤科学家、农业经济学家、水文学家和气候科学家按照本文提出的规模跨学科地协同工作？
“把他们锁在一个房间里，然后把披萨从门下塞进去，”罗伯逊笑着说。
尽管他是在开玩笑，但罗伯逊说，让每个人都坐在同一个房间里，并在很长一段时间内坚持这样做，对于在不同的研究领域之间建立沟通非常重要。
“要让人们协同工作，必须有值得研究的事情，并且必须有支持，即金钱来实现这一目标。它需要某个人在某个地方拥有一大笔钱说，‘嘿，让我们为纳税人做点事情’，”他说。
这种支持很可能来自美国农业部等公共来源以及孟山都公司和凯洛格公司等私营企业。
至于如何使这个集成系统在实际层面上发挥作用，现在说还为时过早，但是研究人员希望这种系统的发展将鼓励美国和国际上类似的合作。
“[该项目]必须足够大，才能发挥作用；我们不确切知道它将如何发生。我们需要在各种不同的实验中测试事物，”罗伯逊说。
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