全球氣候變化對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

全球氣候變化對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響關(guān)鍵詞：全球氣候變化影響對策未來全球性氣候變暖對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)將產(chǎn)生明顯的影響，隨著工業(yè)化進程的快速發(fā)展，空氣中CO2濃度升高，世界各地的熱量資源將有不同程度的增加，氣候變暖已成為不爭的事實，預(yù)計在21世紀(jì)末全球平均地表氣溫可能升高1.1---6.40C，在全球變暖的大背景下，中國近百年的氣候也發(fā)生了明顯的變化。一是近百年來，中國年平均氣溫升高了0.5—0.80C，從1986年到2005年，中國連續(xù)出現(xiàn)了近20個全國性暖冬，二是近百年中國年均降水量變化趨勢不明顯，但是區(qū)域降水變化波動較大。華北大部分地區(qū)、西北東部和東北地區(qū)降水明顯減少，平均每10年減少20—40mm，其中華北平原地區(qū)最為明顯；華南與西南地區(qū)降水明顯增加，平均每10年增加20—60mm。從以上種種數(shù)據(jù)表明全球氣候變化對我國作物生產(chǎn)、種植制度、病蟲害等方面產(chǎn)生了重大的影響，為了探討了相應(yīng)的農(nóng)業(yè)對策，提出全球氣候變化對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的研究領(lǐng)域。大氣中CO2濃度增高是引起全球氣候變化的主要原因。盡管在全球范圍內(nèi)正努力尋求控制措施，但短期內(nèi)很難控制其增長勢頭。CO2濃度與溫度增高對作物產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生深刻影響，因此，在作物生產(chǎn)方面關(guān)于CO2濃度增高的影響及適應(yīng)對策的研究倍受關(guān)注。研究表明20世紀(jì)80年代以來全球氣候明顯變暖使全球大氣環(huán)境、氣候帶、洋流和氣溫等氣候因子發(fā)生變化，已引起科學(xué)家們高度重視，國內(nèi)外學(xué)者運用統(tǒng)計學(xué)方法對氣候變暖下作物產(chǎn)量、種植制度和適宜種植區(qū)的可能變化進行了大量研究。一氣候變化對作物生產(chǎn)的影響1、溫度升高對作物生產(chǎn)的影響溫度升高可延長全年生長期，對無限生長習(xí)性或多年生作物以及熱量條件不足的地區(qū)有利，而對生育期短的栽培作物來說又是不利的，因為溫度高使作物的發(fā)育速度加快，生育期縮短，單產(chǎn)下降。據(jù)研究表明，作物生育期氣溫每升高10C，水稻生育期日數(shù)平均縮短7～8d，冬小麥生育期日數(shù)全國平均縮短17d，從而減少了光合作用積累干物質(zhì)的時間。在平均溫度升高的同時，極值最高、最低溫度的出現(xiàn)頻率增加，對局部地區(qū)作物的生長發(fā)育有抑制作用。高溫條件下作物生育期縮短，生長量減少，可能會抵消全年生長期延長的效果。溫度升高，高溫?zé)岷Α⒎祵⒏訃?yán)重，目前對我國亞熱帶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響已十分突出，暖溫帶也有程度不同的類似問題。高溫脅迫的熱害已經(jīng)限制了作物生產(chǎn)，影響玉米、大豆、高粱、谷子等的種植和產(chǎn)量，水稻、棉花的生育也受到強烈抑制。溫度升高對不同的生長季節(jié)有不同的效果，其影響程度視作物種類、地區(qū)和種植水平而異。在溫室效應(yīng)影響下高溫?zé)岷觿。瑢⑹怯绊懳覈r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的嚴(yán)重問題。2、降水量變化對作物生產(chǎn)的影響我國的灌溉面積為4900萬hm2，約占耕地面積的52%，糧食產(chǎn)量的2/3以上來自灌溉農(nóng)業(yè)，而灌溉的作物主要是水稻、小麥。水分減少1%，灌溉面積將減少1%以上，糧食產(chǎn)量減少75億kg，足以影響我國的糧食總產(chǎn)量，而且大面積的旱地作物減產(chǎn)更嚴(yán)重，水資源本來短缺的北方農(nóng)業(yè)生產(chǎn)將面臨困境，水對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是至關(guān)重要的。糧食作物對水分的增多與減少反應(yīng)不同。玉米表現(xiàn)為水分增加產(chǎn)量增加。小麥對降水量的反應(yīng)表現(xiàn)出缺水和過多都影響產(chǎn)量。水稻的栽培是“以水定稻”，北方水分減少使水稻減產(chǎn)，降水量變化對南方晚稻生產(chǎn)影響極大。晚稻生育期增加水分，可以改善伏旱期的水分供應(yīng)，減少產(chǎn)量的損失；降水量不增加或減少，由于溫度升高，生育期縮短，晚稻將嚴(yán)重減產(chǎn)。甘薯、高粱、谷子在氣候變暖、變干或變濕的過程中由于抗逆性較強，將起調(diào)節(jié)作用，可減少糧食產(chǎn)量的波動。溫度、水分變化對作物生產(chǎn)的影響還決定于水、熱匹配狀況，如氣候變暖與變濕相匹配且同季，農(nóng)作物將增產(chǎn)；如氣候變暖、變干，水分不僅限制變暖的效果，而且會加劇不利影響，作物將減產(chǎn)；如氣候變暖而水分無變化，在冷涼濕潤地區(qū)作物將增產(chǎn)，在多熟種植的溫暖地區(qū)對有的作物生長季有利，有的作物生長季不利。2、氣候變化對我國種植制度的影響我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一大特點是多熟種植，復(fù)種指數(shù)達到150%以上。CO2倍增時溫度升高，增加了各地的熱量資源，使各地的潛在生長季有所延長，無疑對多熟種植有利，從而使當(dāng)前多熟種制的北界向北推移。根據(jù)FAO[4]的報告(1997)，在溫帶，溫度每升高1℃將使氣候帶移動200～300km。CO2濃度倍增后，當(dāng)前我國的一年一熟制大約可向北推移200～300km，一年二熟制和一年三熟制的北界也將向北推移500km左右。麥、稻兩熟區(qū)、雙季稻種植區(qū)和一年三熟制的水稻產(chǎn)區(qū)，只要水分條件能滿足生育期的需要，種植北界均可向北推移。這種變化有可能使一年二熟、一年三熟種植的面積擴大，據(jù)研究，在僅考慮熱量條件的基礎(chǔ)上，在品種和生產(chǎn)水平不變的前提下，氣候變化后我國多熟種制的面積可能產(chǎn)生如下變化：一熟種制由當(dāng)前的63%下降為34%，二熟種制由24.12%變?yōu)?4.19%，三熟種制由當(dāng)前的13.15%提高到35.19%。隨著氣候變暖，未來各種天氣系統(tǒng)的活動可能更強烈、更頻繁，干旱、洪澇、高溫、冷凍害等氣象災(zāi)害發(fā)生的頻率也可能增加；另外，氣溫升高增加了北方地區(qū)的熱量資源，但季風(fēng)雨帶的南移卻可能加重那里的干旱危害，造成北方變干變熱而南方變濕變冷的趨勢；氣候的冷暖、干濕變率可能增大，特別是降水變化的不確定性，使種植制度的變化受到制約。即我國未來的種植制度會因升溫而有所變動，但效果在很大程度上取決于水分的動態(tài)。不過各類種植制度組合、種植作物的種類或品種會因溫室效應(yīng)出現(xiàn)大的適應(yīng)性調(diào)整，高產(chǎn)品種將會被抗逆性強的品種代替，旱地作物如高粱、谷子、甘薯；耐熱性作物如甘蔗、水稻等的播種面積將擴大。3、氣侯變化對病蟲害的影響據(jù)統(tǒng)計，我國常年病蟲害發(fā)生面積2100～2133億hm2，是耕地面積的2倍多，每年因病蟲害造成的糧食減產(chǎn)幅度占同期糧食生產(chǎn)的9%，氣候變暖后，因病蟲害造成的糧食減產(chǎn)幅度將進一步增加，應(yīng)引起植保部門的足夠重視。由于溫度升高，害蟲發(fā)育的起點時間有可能提前，一年中害蟲繁殖代數(shù)也因此而增加，在新的有利環(huán)境條件下，某些害蟲的蟲口將呈指數(shù)增加，造成農(nóng)田多次受害的幾率增高。氣候變暖后，在18～27°N(粘蟲冬季繁殖氣候帶)、27～33°N(粘蟲越冬氣候帶)、33～36°N(粘蟲春季遷入氣候帶)及在36～39°N的冀東北、山東半島、北京等地，粘蟲發(fā)生世代均將在原來的基礎(chǔ)上增殖1～2代。另外，病蟲越冬狀況受溫度影響將更加明顯，冬季變暖，容易越冬，蟲源和病源增大；害蟲的休眠越冬期縮短，世代增多。更為嚴(yán)重的是多種主要作物的遷飛型害蟲比現(xiàn)在分布更廣危害更大，我國粘蟲越冬北界將從33°N北移到36°N附近地區(qū)，大致與現(xiàn)在的1月份-2℃等溫線相接近；冬季繁殖氣候帶，也將從27°N北移至30°N附近地區(qū)，造成粘蟲越冬和冬季繁殖面積擴大上億畝之多。褐飛虱安全越冬北界將移至25°N附近，常年可在26～27°N附近越冬；稻縱卷葉螟冬季越冬界線將由1月份4℃等溫線以南地區(qū)，擴展到2℃等溫線以南地區(qū)其結(jié)果不僅加重了大范圍越冬作物的病蟲危害，而且也增加了來年開春遷飛害蟲的基數(shù)。在氣候條件適宜的年份，小麥條銹病將有“南下”發(fā)展的趨勢。若雙季稻種植區(qū)的東部向北擴展到35～36°N之間的地區(qū)時，將使早、晚稻孕穗末期至抽穗期容易處于溫度較低、雨水較多的時期，遇低溫的幾率加大。而低溫和寒露風(fēng)對穗頸稻瘟病的流行十分有利，因此，雙季稻種植區(qū)北移后，易造成稻瘟病北上，有利于稻瘟病的發(fā)生和加重。另外，水稻紋枯病屬高溫高濕型病害，當(dāng)氣溫為23～35℃，并在伴有降雨或在濕度大的情況下，病情將擴展，有可能發(fā)展成為發(fā)病最廣、危害最大的病害。4、氣候變化的農(nóng)業(yè)對策初探鑒于氣候變暖對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可能出現(xiàn)的嚴(yán)重影響，須加強研究并提出相應(yīng)的對策：⑴研究適應(yīng)氣候變化的農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略問題：糧食生產(chǎn)的趨勢與前景、水資源的農(nóng)業(yè)調(diào)配與利用、氣候變化后的土地生產(chǎn)力等，以確定農(nóng)業(yè)發(fā)展的重點與農(nóng)業(yè)技術(shù)的政策與導(dǎo)向。⑵根據(jù)氣候條件的可能變化，通過模擬實驗和田間試驗，以確定其對農(nóng)業(yè)影響的程度。⑶研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局和結(jié)構(gòu)的調(diào)整方案，以確定適應(yīng)各種變化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形式與內(nèi)容。⑷研究高溫?zé)岷?、干旱等農(nóng)業(yè)災(zāi)害的機制和規(guī)律，提出適應(yīng)、抗御的途徑與措施。⑸發(fā)展旱地農(nóng)業(yè)和節(jié)水農(nóng)業(yè)，增強農(nóng)業(yè)系統(tǒng)抗逆性，以適應(yīng)氣候可能變干的不利影響。⑹培育耐旱、耐濕、耐熱性作物品種，改變耕作制度和栽培管理條件，以適應(yīng)變暖、變干、變濕的氣候環(huán)境，提高抗御不良環(huán)境影響的能力。⑺采取必要措施，減緩“溫室效應(yīng)”引起全球氣候變暖的程度和速度。⑻加強病蟲害的防治。5、研究展望全球環(huán)境變化特別是CO2濃度增加使全球氣溫升高，對農(nóng)作物生長和產(chǎn)量影響已引起了各國政府與科學(xué)家的高度重視。盡管近年來全球環(huán)境變化研究正逐步深入、綜合，但目前關(guān)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對未來全球環(huán)境變化響應(yīng)機理的理解與預(yù)測能力有限，特別在我國研究尚待重視和加強.為了解全球環(huán)境變化對于農(nóng)業(yè)的影響機制，提高預(yù)測農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的能力，為制訂國家政策的科學(xué)行動計劃提供理論依據(jù)，同時也與國際全球環(huán)境變化研究接軌，未來中國擬加強的研究領(lǐng)域有：(1)農(nóng)作物對全球環(huán)境變化響應(yīng)的多因子協(xié)同作用的響應(yīng)機制研究，以揭示農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對全球環(huán)境變化的響應(yīng)與適應(yīng)機理；(2)生態(tài)脆弱地區(qū)農(nóng)牧業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物地球物理過程的研究，并與遙感技術(shù)相結(jié)合，了解大氣-植被-土壤系統(tǒng)的水分與熱量循環(huán)過程在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力形成中的作用；(3)以生產(chǎn)力為核心的生態(tài)脆弱地區(qū)農(nóng)牧業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物地球化學(xué)循環(huán)過程研究；(4)全球環(huán)境變化的農(nóng)作物生產(chǎn)安全指標(biāo)體系與預(yù)警系統(tǒng)研究；(5)建立集數(shù)據(jù)庫、模型庫和專家系統(tǒng)于一體的以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力為核心的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)信息系統(tǒng)，以實現(xiàn)農(nóng)作物生產(chǎn)對全球環(huán)境變化反應(yīng)的動態(tài)仿真，便于政府針對全球環(huán)境變化做出適宜對策。參考文獻[1]王修蘭主編.二氧化碳、氣候變化與農(nóng)業(yè)[M].北京:氣象出版社,1996.[2]國家統(tǒng)計局編…….中國統(tǒng)計年鑒[M].北京:中國統(tǒng)計出版社,1998.[3]鄭斯中.全球變暖對我國糧食產(chǎn)量影響估計中的樂觀傾向[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,1993,14(5):44～47.[4]聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織.1997糧食和農(nóng)業(yè)狀況[M].意大利:1997.[5]李淑華.氣候變暖對我國農(nóng)作物病蟲害發(fā)生、流行的可能影響及發(fā)生趨勢展望[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,1992,13(2):46～49.[6]張厚,王宣.中國種植制度