美国伊利诺斯州厄巴纳，8月9日(IPS)——热带风暴黛比在美国几个州造成了创纪录的降雨和洪水事件，包括佛罗里达州、南卡罗来纳州、北卡罗来纳州和佐治亚州的部分地区，并造成了一系列破坏，包括佛罗里达州的农作物被淹。
破纪录的降雨、洪水事件和其他天气影响着人类和我们成功种植作物的能力，包括小麦、大豆、玉米和西红柿等蔬菜作物，我们依赖这些作物来满足人类的粮食安全和营养需求。
以美国中西部为例，2019年的洪水事件造成的经济影响超过60 - 80亿美元。2023年，与天气有关的灾害造成了超过210亿美元的作物损失。在非洲大陆，最近的一项研究发现，破纪录的降雨和洪水事件加剧了粮食不安全。
可以预见的是，像人类一样，包括玉米、大豆和西红柿在内的植物对洪水也很敏感。当我还是一个在肯尼亚农场长大的孩子时，我亲眼目睹了洪水对玉米和番茄等作物的有害影响。如今，作为伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校的一名大学教授和研究员，我在美国农业部资助的一项洪水实地研究中工作。
在洪水期间，植物的生长和发育受到缺氧的影响，氧气是一种必不可少的元素，为所有关键的地下和地上植物维持生命的代谢和生理过程提供动力，包括呼吸和光合作用。
最终，取决于作物遗传、土壤和农业管理实践、温度和作物生长阶段等几个因素，当洪水发生时，植物的发育和生长受到影响，并对产量、作物供应以及粮食营养和安全造成影响。
我们迫切需要了解洪水对农业相关作物的影响。重要的是，必须实施可行的计划和战略，以加强作物对破纪录事件的抵御能力。那么我们能做些什么呢?
为了实施针对洪水及其对植物的有害影响的可行战略，包括美国农业部和美国国家科学基金会在内的联邦资助机构必须投资于洪水研究。
首先，我们必须了解洪水对所有作物的短期和长期影响。今天在不同环境中种植的不同作物品种是如何应对洪水的?这样的研究将有助于挑选出抗洪品种，并揭示支撑抗洪能力的特征和性状，包括作物基因。
这样的智慧将被用于培育适应气候变化的作物品种，这些作物可以耐受洪水，并在现在和未来的其他气倛相关压力下茁壮成长。
其次，我们必须了解洪水对土壤健康、土壤生物学以及支撑植物和土壤健康的地下微生物的影响。健康土壤是微生物(包括细菌和真菌)的动态基质，具有多种功能，包括养分循环、固氮、促进植物生长和抑制致病病原体。
新兴的研究表明，在洪水期间，为了响应氧气水平的下降，土壤的物理、化学和生物特性发生了巨大的变化，包括土壤pH和养分浓度。
此外，研究证据表明，锰和硫化氢等有毒化合物的积累会损害土壤微生物群落。这些洪水引起的和相关的土壤变化持续多久，以及它们对不同环境中有益的土壤微生物群落的影响在很大程度上仍然未知。
与此同时，我们需要了解作物和土壤管理实践在减轻洪水对植物的影响方面所发挥的再生作用。
最终，洪水研究应该朝着提出洪水解决方案的方向发展。洪水过后可以实施哪些目标解决方案来引导土壤、土壤微生物群和植物走向恢复?这将需要跨学科方法、合作研究以及所有利益相关者——农民、研究人员、资助机构、私营部门、政府和人道主义组织——的参与。
可以肯定的是，包括佛罗里达州采取的行动在内，传统上在洪水发生时发生的短期援助工作是必要的。然而，为了面对未来更多洪水的现实，我们需要更多的研究。
未来的气候预测显示，破纪录的洪水事件将更加频繁地发生。我们必须全面了解洪水。投资研究并让所有利益攸关方参与是前进的方向。
Esther Ngumbi，博士，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校非裔美国人研究系昆虫学助理教授
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