氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響及應(yīng)對

1、精品氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響及應(yīng)對楊虎成包頭師范學(xué)院摘 要： 農(nóng)業(yè)是氣候變化最敏感脆弱的領(lǐng)域之一，直接受制于氣候變化與氣象要素。 未來氣候變化與氣象要素時空性與振蕩性的加劇，需對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)全方位影響做因地制宜、因時制宜全方位多層次應(yīng)對。氣候變化帶來很多影響，需積極開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)性減緩、適應(yīng)應(yīng)對策略和農(nóng)業(yè)技術(shù)研究，全面理清農(nóng)業(yè)應(yīng)對氣候變化的科學(xué)思緒和國家農(nóng)業(yè)扶持政策。綜合運用多學(xué)科理論方法，開展氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響機理和應(yīng)對機制的系統(tǒng)構(gòu)成和集成研究，更科學(xué)更合理地指導(dǎo)氣候變化下的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與積極有效應(yīng)對，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和糧食安全獻(xiàn)策。關(guān)鍵詞：氣候變化；農(nóng)業(yè)；影響；應(yīng)對引言氣候變化備受國際、各國

2、關(guān)注1 ，它不僅是一個科學(xué)命題，需以國家利益、全球化的高度應(yīng)對 2 ，還是自然氣候演化與人類活動的綜合合成，是人類活動與氣候環(huán)境相互作用的非自然過程， 具有很大的不確定性。 氣候變化的不確定性， 引起水熱資源要素的時空分布格局變化、 土壤有機質(zhì)和土壤肥力變化、 農(nóng)作物品種適應(yīng)性和多樣性及其抗逆性改變， 加劇局部地區(qū)的災(zāi)害要素形成，因此，對世界糧食生產(chǎn)、 種植制度、 生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和區(qū)域布局將產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。 研究氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響過程， 摸清氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響程度和應(yīng)對機制，可以為農(nóng)業(yè)減緩、適應(yīng)氣候變化做出積極正確應(yīng)對。1 氣候變化觀測氣候變化是人為與自然的綜合， 其相互作用存在未知的不確定

3、性。 以溫度上升、 氣候變暖為主要特征的全球氣候變化， 對當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)、 生態(tài)和社會系統(tǒng)產(chǎn)生了重大影響， 并通過農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)威脅著國家和全球糧食安全， 已成為當(dāng)下全球環(huán)境變化關(guān)注的熱點問題。 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)直接關(guān)系人類生存發(fā)展與社會穩(wěn)定， 氣候變暖、 氣候要素的擾動性與振蕩性加劇、 極端氣候事件增多以及海平面上升等顯著氣候變化特征， 將對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。1.1 平均溫度明顯上升全球溫度普遍升高，北半球較高緯度地區(qū)溫度升幅較大。根據(jù)全球地表溫度的器測資料（自 1850 年以來） ，最近 100 年（ 1906 2005 年）的溫度線性趨勢為 0.74 ，北極溫度升高的速率幾乎是全球平

4、均速率的 2 倍。 陸地區(qū)域的變暖速率比海洋快， 自 1961 年以來的觀測表明，全球海洋平均溫度升高已延伸到至少3000 m 的深度，海洋已經(jīng)并正在吸收氣候系統(tǒng)增加熱量的 80% 以上。對探空和衛(wèi)星觀測資料所作的最新分析表明，對流層中下層溫度的升高速率與地表溫度記錄類似。氣象專家根據(jù)氣候模式預(yù)測，未來100 年全球還將升溫 1.45.8 ，全球?qū)⒗^續(xù)變暖，增暖的速率將比過去100 年更快。溫度的升高，已對與積雪、冰和凍土相關(guān)的自然系統(tǒng)、 水文系統(tǒng)、陸地生物系統(tǒng)、海洋和淡水生物系統(tǒng)產(chǎn)生強烈的影響，且對部分人工管理系統(tǒng)和人類系統(tǒng)的影響增加1,6 。1.2 降水的區(qū)域性與季節(jié)性不均衡溫度的升高，加

5、快了地表水的蒸發(fā)，導(dǎo)致水循環(huán)加劇，暴雨出現(xiàn)頻率增加，且這種大降水量的降水方式未能高效利用，水資源承載力降低6 。另外，近些年來各地降水量和蒸發(fā)量的時空分布發(fā)生顯著變化， 降水的區(qū)域性、 不均衡性愈發(fā)明顯突出， 降水的月相、 季節(jié)、年際變化振蕩加劇， 擾亂了局部區(qū)域農(nóng)業(yè)用水供需平衡， 水資源短缺及其承載力將成為一個嚴(yán)峻的問題 3 。1.3 極端氣候災(zāi)害增多趨強全球氣候變暖的總趨勢，引起大氣環(huán)流特征及要素的變化，引發(fā)復(fù)雜的大氣- 海洋 - 陸面相互作用，大氣水分循環(huán)加劇，氣候變化幅度加大，不穩(wěn)定因素增多，導(dǎo)致眾多小概率、高影響度極端氣候災(zāi)害的頻繁發(fā)生與強度加?。?20 世紀(jì) 90 年代，全球極端氣

6、候災(zāi)害比年代高出 5 倍以上） ，如干旱、洪澇、低溫暴雪、颶風(fēng)、熱晝、熱夜和熱浪等，這些極端氣候災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的不利影響往往大于氣候平均變率所帶來的影響， 未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的全球可持續(xù)發(fā)展將面臨巨大威脅5 。1.4 冰川消融，海平面上升，海水入侵海平面上升與溫度上升的趨勢一致性1 。溫度的普遍上升造成內(nèi)陸地區(qū)冰川退縮、雪線抬升、 南極冰川逐步融化、 冰架面臨坍塌、北極冰帽持續(xù)消融、北冰洋漂浮成年冰塊不斷融化使大量固態(tài)水融入大海，海水的受熱膨脹會引起海平面上升，海平面上升會帶來眾多不利影響和問題， 如沿海地區(qū)洪水泛濫與環(huán)境災(zāi)害破壞、海岸線侵蝕、海水入侵內(nèi)河、地勢低洼地域的淹沒與人口遷移等等， 另

7、外海水入侵， 會打破原有地下水穩(wěn)態(tài)平衡， 使灌溉地下水水質(zhì)變咸，土壤鹽漬化加劇 6 。2 氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響氣候變化的影響是多尺度、全方位、多層次的，正面和負(fù)面影響并存，其中負(fù)面影響將更多地受科學(xué)界和社會的普遍關(guān)注3 。農(nóng)業(yè)對氣候變化非常敏感脆弱，根據(jù)聯(lián)合國人口基金會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)， 全球人口在2006 年就超過了 65 億， 預(yù)計在 2050 年左右人口達(dá)90億，受全球氣候變暖影響，全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都將出現(xiàn)大幅波動，糧食供給不穩(wěn)定性將會增大；同時，伴隨飲食結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和調(diào)整，對糧食需求的增長超過了糧食產(chǎn)量的增長速度2 ，眾多變化威脅著農(nóng)業(yè)及國家糧食安全。2.1 氣候變化對區(qū)域水熱要素時空分布和土壤及

8、其肥力變化的影響光熱水土資源是決定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本要素。 氣候變化， 無論是變暖還是變冷以及溫室氣體濃度變化，都將導(dǎo)致光照、熱量、 水分和風(fēng)速等氣候要素的量值和時空格局發(fā)生變化，勢必對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生全方位、多層次的影響3 。2.2 氣候變化對作物品種抗逆性和品種改良的影響區(qū)域適宜生產(chǎn)的作物品種與種類和當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件密切相關(guān)4 。全球氣候變化帶來的氣象條件的變化， 一定程度上對農(nóng)作物的種類、 特性和農(nóng)作物多樣性等產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。 日益升高的氣溫將改變作物的生產(chǎn)季，導(dǎo)致對熱敏感的農(nóng)作物 （如水稻、小麥和玉米）產(chǎn)量降低，逐漸被喜溫耐熱的作物品種所替代。2.3 氣候變化對作物種植制度、生產(chǎn)結(jié)構(gòu)與地區(qū)布局的影

9、響對于一個地區(qū)而言， 農(nóng)作物種植制度和地區(qū)布局是區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動適應(yīng)自然條件的直接結(jié)果。因此，氣候變化對農(nóng)作物種植制度和地區(qū)布局有較大的影響2 。氣候變暖，打破了區(qū)域作物布局和品種布局， 使作物種植品種與種植制度出現(xiàn)不同程度的地理位移。 且由于水分變化可能產(chǎn)生的不利影響， 使種植制度的變化具有較大的不確定性。 同時， 全球氣候變化背景下的大氣co2 濃度變化也對作物生產(chǎn)體系和種植制度帶來一定的影響。2.4 氣候變化對農(nóng)業(yè)病蟲害、農(nóng)業(yè)旱澇等氣象災(zāi)害的影響幾乎所有大范圍流行性、 爆發(fā)性、毀滅性的農(nóng)作物重大病蟲害的發(fā)生、 發(fā)展、流行都和氣象條條件密切相關(guān)，或與氣象災(zāi)害相伴發(fā)生。暖冬有利于農(nóng)作物病蟲害

10、（菌）的越冬、繁殖， 造成主要農(nóng)作物病蟲害越冬基數(shù)增加、 越冬死亡率降低、 帶來農(nóng)作物病蟲害危害的地理范圍擴大，發(fā)生頻度和危害程度加劇。氣候變暖可使粘蟲越冬北界北移約 3 個緯度、稻飛虱越冬北界北移約 2.53.5 個緯度，可使農(nóng)作物害蟲遷飛區(qū)域范圍擴大，粘蟲、草地螟和稻飛虱繁殖代數(shù)增加 。氣候變暖將引起生物種間關(guān)系變化，溫度升高擾亂了原先自然控制下害蟲 -捕食者、害蟲寄生天敵等種群間的關(guān)系，害蟲暫時得不到天敵的控制而迅速繁殖，就會出現(xiàn)害蟲爆發(fā) 5 。此外，氣候變化會影響厄爾尼諾和南方濤動（enso） ，造成西太平洋暖池海水熱力、 青藏高原上空熱力、 季風(fēng)環(huán)境和太平洋副熱帶高壓異常， 帶來農(nóng)業(yè)

11、旱澇等氣象災(zāi)害的頻繁加劇發(fā)生3 氣候變化對農(nóng)業(yè)的應(yīng)對氣候系統(tǒng)本身的龐大性、 復(fù)雜性，且未來氣候變化存在太多不確定性。 因此，氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響仍具有太多不確定性， 但事實表明全球農(nóng)業(yè)正遭受氣候變化的多面影響， 積極開展氣候變化應(yīng)對策略（減緩、適應(yīng)對策與技術(shù)）研究，進(jìn)行遠(yuǎn)期的規(guī)劃和防御，對未來農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展與糧食安全顯得尤為重要。3.1 應(yīng)對氣候變化的農(nóng)業(yè)科研政策對策綜合集成應(yīng)用氣候?qū)W、農(nóng)學(xué)、遺傳育種學(xué)、災(zāi)害學(xué)、地學(xué)、生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)學(xué)等多門學(xué)科理論方法， 以氣候變化與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)之間的相互作用為切入點， 以農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)為重點研究區(qū)域，運用典型區(qū)域調(diào)研、野外臺站試驗觀測、實驗室分析、作物生長模型、農(nóng)田

12、生態(tài)過程模型、遙感定量反演、 gis 空間數(shù)值模擬等現(xiàn)代技術(shù)途徑，深入開展水熱、土壤要素時空格局，作物主導(dǎo)品種、基因資源抗逆性、生長發(fā)育、光合效率、產(chǎn)品形成與品質(zhì)性狀等生理特征，作物栽培管理、種植制度、 生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和區(qū)域布局，農(nóng)業(yè)病蟲害及其天敵的種類、生物學(xué)特征和流行病暴發(fā)危害等科學(xué)問題研究， 揭示氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的影響機理與適應(yīng)機制， 為農(nóng)業(yè)應(yīng)對氣候變化厘清科學(xué)思緒。3.2 應(yīng)對氣候變化的農(nóng)業(yè)技術(shù)選擇采取有效得當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)對氣候變化，可以有效降低氣候變化所帶來的破壞程度，亦可以有效利用氣候變化變暖所帶來的有利農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件： （ 1 ）選育抗逆性強的農(nóng)作物新品種，改善農(nóng)作物的生理特性，增

13、強農(nóng)作物抵御自然災(zāi)害的能力； （ 2 ）加強農(nóng)業(yè)水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，完善灌溉體系，提高抗旱排澇的能力、渠系水利用系數(shù)和水資源利用率； （ 3 ）大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)種植技術(shù)，推行畦灌、噴灌、滴灌和管道灌等灌溉技術(shù)，實行科學(xué)灌溉，改進(jìn)抗旱技術(shù)與措施； （ 4 ）發(fā)展作物生產(chǎn)管理技術(shù)，減弱人為不適管理和操作不當(dāng)帶來的非必要自然損失； （ 5 ）加強農(nóng)業(yè)災(zāi)害天氣的預(yù)警與響應(yīng)能力建設(shè)，完善氣象綜合監(jiān)測體系，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提前做好防范，最大限度減少氣象災(zāi)害對農(nóng)業(yè)的不利影響。4 結(jié)論全球氣候變化是不爭的事實，只是氣候要素和氣候系統(tǒng)變化的幅度、原因和區(qū)域分布迥異， 且未來氣候變化預(yù)測還存在太多的不確定性。 氣候變化對

14、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和國民經(jīng)濟(jì)將產(chǎn)生諸多影響，及早研究、及時正確應(yīng)對氣候變化，可緩解、適應(yīng)氣候變化產(chǎn)生的不利影響，也是各國制定應(yīng)對氣候變化政策和行動、 保持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展、 確保國家糧食安全的迫切需要，同時也是發(fā)展氣候變化農(nóng)業(yè)領(lǐng)域理論方法和提升氣候變化領(lǐng)域研究水平的迫切需要，急待深入開展以下研究： （ 1 ）在現(xiàn)有氣候變化對農(nóng)業(yè)影響的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步從系統(tǒng)構(gòu)成角度， 深入開展氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)各構(gòu)成要素的影響與作用， 摸清影響機理， 實現(xiàn)氣候變化農(nóng)業(yè)領(lǐng)域理論方法的重大突破； （ 2 ）氣候變化導(dǎo)致水熱資源要素時空分布格局變化，深入開展此研究， 摸清其內(nèi)在規(guī)律， 模擬其預(yù)測發(fā)展趨勢， 是認(rèn)清氣候變化

15、對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響的途徑和過程的迫切需要； （ 3 ）氣候變化可能誘導(dǎo)作物品種、基因資源抗逆性和生長特征的改變， 加劇某些農(nóng)作物品種退化過程， 深入開展農(nóng)作物主導(dǎo)品種的生理生態(tài)特征受氣候變化要素， 尤其是溫室氣體濃度升高的影響研究， 從品種改良角度提出應(yīng)對氣候變化影響技術(shù)措施，是氣候變化農(nóng)業(yè)領(lǐng)域取得創(chuàng)新成果的重要方向； （ 4 ）氣候變化對區(qū)域性水熱環(huán)境條件的改變， 介導(dǎo)農(nóng)業(yè)病蟲害生物學(xué)特征的變化， 改變了農(nóng)業(yè)病蟲害爆發(fā)流行方式。 在現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)病蟲害研究基礎(chǔ)上，深入研究氣候變化介導(dǎo)的農(nóng)業(yè)病蟲害時空消長動態(tài)變化規(guī)律研究，不僅是農(nóng)業(yè)病蟲害防治的需要， 也是進(jìn)一步揭示氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響的迫切需要；

16、（ 5 ）氣候變化會影響到農(nóng)田土壤理化特征， 尤其是土壤有機質(zhì)和土壤肥力等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需要的立地條件的變化。 在現(xiàn)有的土壤研究基礎(chǔ)上， 深入研究氣候變化導(dǎo)致的土壤肥力變化及其對農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響，是揭示氣候變化對農(nóng)業(yè)影響機理的突破口?？傊瑲夂蜃兓娃r(nóng)業(yè)系統(tǒng)之間的相互影響和相互作用復(fù)雜多樣、密切相關(guān)，且未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不僅取決于播種面積、 技術(shù)貢獻(xiàn)程度、人口總量、國際貿(mào)易等，更系于氣候變化的影響。摸清氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的全方位、多層次影響是正確應(yīng)對氣候變化的前提。應(yīng)對氣候變化是一個反復(fù)的風(fēng)險管理過程， 無論是適應(yīng)還是減緩， 都不能避免所有的氣候變化影響， 但適應(yīng)和減緩能夠互補， 并能夠共同極大地降低氣候變化的風(fēng)險和脆弱性。 氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的影響機理和應(yīng)對機制研究， 是氣候變化農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究的熱點和多學(xué)科前沿交叉領(lǐng)域取得突破性創(chuàng)新成果的關(guān)鍵， 也是正確認(rèn)識氣候變化與農(nóng)業(yè)生成系統(tǒng)之間的相互影響和相互作用的核心。參考文獻(xiàn)1葉篤正嚴(yán)中偉，黃剛.我們應(yīng)如何應(yīng)對氣候變化j.中國科學(xué)院院刊，2007,22(4):327-329.2楊曉光，劉志娟，陳阜.全球氣候變化變暖對中國種植制度可能影響i.氣候變暖對中國種植制度北界和糧食產(chǎn)量肯能影響的分析j.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010,43(2):329-336.3林而達(dá)，吳紹洪，戴曉蘇，等.氣候變化影響的最