氣候變化對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)影響評估研究研究計(jì)劃

氣候變化對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)影響評價(jià)研討研討進(jìn)展匯報(bào)

徐進(jìn)祥

研討意義

由于氣候變化的不確定性，開展農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對氣候變化呼應(yīng)評價(jià)研討，比氣候變化的影響研討更具現(xiàn)實(shí)意義。在確定未來氣候變化的根底上，對黑河流域農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對氣候變化的脆弱性做出科學(xué)評價(jià)；并在此根底上討論針對氣候變化影響的順應(yīng)性對策，以此尋覓走向可繼續(xù)開展的途徑和對策。二、研討方法

〔一〕AEZ模型〔農(nóng)業(yè)生態(tài)地帶模型〕1、農(nóng)業(yè)生態(tài)地帶模型簡介該模型是卡薩姆〔Kassam〕1977年為結(jié)合國糧農(nóng)組織的農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)域工程制定的一種計(jì)算作物光溫消費(fèi)潛力的方法。一種對氣候順應(yīng)，在沒有限制條件下種植、生育期為G天的高產(chǎn)種類，計(jì)算其潛在產(chǎn)量。本工程在統(tǒng)計(jì)張掖地域各種主要糧食作物的多年平均種植面積的根底上，利用該方法計(jì)算基期的糧食產(chǎn)量，并在氣候變化模型的根底上計(jì)算對照期的潛在糧食產(chǎn)量，并計(jì)算變化情況。主要思索水分條件限制,用水分限制系數(shù)或密茨里許函數(shù)進(jìn)展修正.〔二〕Ricardian模型1、模型簡介 Ricardian模型是由Mendelsohn等于1994年開展的一種閱歷分析方法。該方法運(yùn)用農(nóng)業(yè)效益的經(jīng)濟(jì)學(xué)度量方法：即用農(nóng)業(yè)價(jià)值或純農(nóng)業(yè)收益來分析氣候?qū)r(nóng)業(yè)的影響。運(yùn)用Ricardain模型對不同地方氣候的農(nóng)業(yè)進(jìn)展分析，不僅可對整個(gè)區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的效益進(jìn)展度量，而且可閱歷性地估算農(nóng)業(yè)對長期氣候變化的敏感性。此外，利用Ricardian模型分析農(nóng)業(yè)消費(fèi)的效益還思索了決議農(nóng)業(yè)消費(fèi)效益的其它重要經(jīng)濟(jì)因子，如市場的遠(yuǎn)近、土壤的質(zhì)量。雖然該方法沒有明確地闡明農(nóng)民在氣候變化時(shí)怎樣實(shí)施調(diào)整，但它對經(jīng)濟(jì)效益的度量隱含了農(nóng)民在呼應(yīng)地方氣候變化時(shí)實(shí)施一切調(diào)整的結(jié)果。所以，Ricardian分析方法的最大優(yōu)點(diǎn)就在于整個(gè)度量方法思索了面對氣候變化時(shí)農(nóng)民的順應(yīng)行為。2、模型的優(yōu)、缺陷Ricardian模型從經(jīng)濟(jì)的角度討論氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響，它把氣候變化對農(nóng)業(yè)的損害度量成土地純收入的減少是一種新穎的研討方法。該方法思索了市場條件如區(qū)域農(nóng)業(yè)距主要農(nóng)業(yè)市場的遠(yuǎn)近、農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力、農(nóng)用化肥等的投入，具有一定的先進(jìn)性。但Ricardian模型也有本身的局限性，即假定農(nóng)作物的價(jià)錢隨時(shí)間不發(fā)生相對變化。Ricardian模型最終把土地的純收入表達(dá)成氣溫暖降水的函數(shù)，即Ricardian氣候呼應(yīng)函數(shù)，沒有思索人類投入對土地純收入的影響。利用Ricardian氣候呼應(yīng)函數(shù)來估算未來土地純收入的多少，其結(jié)果往往出現(xiàn)令人難以解釋的景象。相反，利用Ricardian氣候呼應(yīng)函數(shù)來分析氣候變化對農(nóng)業(yè)消費(fèi)的影響，如土地純收入能夠的趨勢變化，卻是一種較好的方法。3、對模型的修正針對上述Ricardian模型的缺陷，農(nóng)業(yè)土地純收入應(yīng)該分兩部分表示：Y=Y1+Y2〔1〕Y:農(nóng)業(yè)土地純收入；Y1：由氣溫暖降水呵斥的土地純收入(氣候純收入)；Y2：由人類投入呵斥的土地純收入(趨勢純收入)。假定在研討期內(nèi)Y2不發(fā)生變化，農(nóng)業(yè)土地純收入只隨Y1的變化而變化，Y1的變化可經(jīng)過氣溫暖降水的變化計(jì)算4、矢量集成分析方法利用數(shù)學(xué)上的矢量集成方法，對潛在糧食產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)土地純收益進(jìn)展矢量集成，集成結(jié)果——區(qū)域農(nóng)業(yè)脆弱性。引進(jìn)脆弱性指數(shù)來度量脆弱程度，引進(jìn)確定性指數(shù)來判別氣候變化對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響方向?！踩硡^(qū)域氣候變化的脆弱性實(shí)際1、方法引見區(qū)域?qū)夂蜃兓拇嗳跣允菍夂蜃兓拿舾卸群晚槕?yīng)氣候變化的才干的函數(shù)，可表示如下：Vul=?Y/?x+ɡ(A)〔2〕式中，x為氣候要素，?Y/?x為敏感度，?Y/?T為相對氣溫T的敏感度，?Y/?P為相對降水量P的敏感度；ɡ(A)表示順應(yīng)才干，與當(dāng)?shù)氐目茖W(xué)技術(shù)程度、管理者的素質(zhì)和有關(guān)政策、資金情況、該地域與其它地域的信息交流以及當(dāng)?shù)氐奈幕逃潭鹊扔嘘P(guān)。〔1〕研討地域土地的自然消費(fèi)潛力可以用下式表示：Yp=Ym×B0×C0×D0〔3〕式中Yp為土地的自然消費(fèi)潛力，B0為溫度系數(shù)，即熱量條件限制對光合潛力的衰減系數(shù)，C0為水分條件限制的衰減系數(shù)，D0表示土壤條件的衰減系數(shù)?？梢姡僭O(shè)思索到輻射條件的相對穩(wěn)定性，討論土地消費(fèi)潛力與氣候變化的關(guān)系只需研討溫度系數(shù)C0及水分系數(shù)B0對Yp的影響，即氣候要素經(jīng)過溫度、水分系數(shù)影響土地的消費(fèi)潛力：Yp∝〔B0，C0〕〔4〕本研討中，研討地域土地的自然消費(fèi)潛力式中各項(xiàng)的計(jì)算方案，如下文。光合消費(fèi)潛力Ym由到達(dá)地面的太陽年總輻射量進(jìn)展估算〔牛文元，1981年〕，可用黃秉維閱歷公式計(jì)算，僅與一個(gè)地域的日照時(shí)數(shù)和地理位置有關(guān)，而與氣溫、降水量等氣候變化中思索的要素?zé)o關(guān)。由于土壤是氣候、植被等氣候條件作用下構(gòu)成的綜合體，土壤系數(shù)確實(shí)定非常復(fù)雜。這里采用由土壤的理化情況直接確定土壤影響權(quán)重的方法，土壤系數(shù)在0—1之間變化，不受氣候要素變化的影響〔冷書疏，1992〕，根據(jù)研討地域土壤普查結(jié)果，D0取為0.5—0.6。溫度系數(shù)B0與作物〔牧草〕對熱量資源的利用及生長期溫度有關(guān)，在大量的研討實(shí)際中有許多的閱歷公式〔李克煌，1990；冷書疏，1992〕。比較常用的有兩類：由土地上的作物〔牧草〕生長期的界限溫度或累積溫度估算由年平均氣溫或各發(fā)育期溫度估算由于本研討將從事農(nóng)作物〔牧草〕消費(fèi)的土地作為研討對象，而非特定的作物〔牧草〕，所以采用適宜農(nóng)牧業(yè)消費(fèi)的界限溫度繼續(xù)的日數(shù)做為熱量資源標(biāo)志更適宜。這里采用根據(jù)結(jié)合國糧農(nóng)組織田間實(shí)驗(yàn)有關(guān)數(shù)據(jù)得到的公式〔朱志輝等，1985〕：B0農(nóng)=[〔N0-N10〕/2+N10]/365〔5〕式中B0農(nóng)表示為農(nóng)作物的溫度系數(shù)，N0為一年中氣溫穩(wěn)定經(jīng)過0℃的繼續(xù)天數(shù)。N10為氣溫超越10℃的繼續(xù)天數(shù)。N0、N10的意義是，對農(nóng)作物，≥10℃期間的熱量是生長的有效資源，0—10℃期間的熱量對產(chǎn)量的奉獻(xiàn)相當(dāng)于≥10℃期間的1/2。水分系數(shù)表示了作物水分供需矛盾對消費(fèi)潛力的影響。國內(nèi)外對水分限制與消費(fèi)量的關(guān)系進(jìn)展了大量的研討，其中最有代表性的是UNFAO〔FAO，1979〕在大量實(shí)驗(yàn)根底上得到的結(jié)果。土地的水分供應(yīng)主要來自降水，因此可用降水量表示可供應(yīng)農(nóng)田的水分。土地的水分需求量，因種植的作物種類而異。據(jù)FAO實(shí)驗(yàn)研討，以為可用潛在蒸散量來估算。于是土地的光、溫、水消費(fèi)力與光溫消費(fèi)力之間的關(guān)系如下：〔6〕Y1，Y2分別表示光溫水消費(fèi)潛力和光溫消費(fèi)潛力，P為作物生長期的降水量，Ep為潛在蒸散量，α為作物系數(shù)，Ky為作物的產(chǎn)出系數(shù)，實(shí)驗(yàn)確定其在1.0左右，為研討方便，這里取為1.0?！?〕式中C0農(nóng)為農(nóng)作物的水分系數(shù)，P為年降水量，Ep為潛在蒸散量，是氣溫、日照、水氣壓、風(fēng)速等的函數(shù)，α為作物系數(shù)。由以上各式，研討地域土地的自然消費(fèi)潛力對氣溫、降水變化的敏感性呼應(yīng)指數(shù)即敏感度，可表示為：對氣溫變化的敏感性呼應(yīng)：〔8〕

對降水變化的敏感性呼應(yīng)：〔9〕綜上所述，土地的自然消費(fèi)潛力對氣溫變化ΔT、降水量ΔP時(shí)的敏感性呼應(yīng)ΔYp，可由下式計(jì)算：〔10〕利用上述公式能計(jì)算土地的自然消費(fèi)潛力對氣溫變化ΔT、降水量ΔP時(shí)的敏感度。經(jīng)過模擬得到的未來氣候情景代入上述公式，即能得到未來相應(yīng)氣候情景下土地的自然消費(fèi)潛力對氣溫變化ΔT、降水量ΔP時(shí)的敏感度?！?〕區(qū)域?qū)夂蜃兓捻槕?yīng)才干影響某一區(qū)域?qū)夂蜃兓捻槕?yīng)才干的要素主要涉及區(qū)域的技術(shù)、管理、經(jīng)濟(jì)和文化程度。IPCC指出技術(shù)提高可以提高諸如農(nóng)業(yè)和水供應(yīng)等領(lǐng)域的順應(yīng)才干。而順應(yīng)對策的有效實(shí)施又取決于國內(nèi)外的資金、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、文化、教育、管理、組織和法律法規(guī)等。結(jié)合國關(guān)于氣候變化的框架公約中特別指出加強(qiáng)興隆與開展中國家〔地域〕之間的技術(shù)交流是提高順應(yīng)才干的重要方面。可選取以上表示各方面程度的社會(huì)經(jīng)濟(jì)目的，采用模糊分級方法對各個(gè)要素的綜合影響加以評價(jià)。以上各方面要素的目的可以由社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)資料提煉。國家定期公布的社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)資料作為區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況的定量目的已被越來越多的研討所采用。用模糊識(shí)別法分別計(jì)算以上目的屬于各級別的隸屬函數(shù)，求得綜合隸屬函數(shù)，然后根據(jù)隸屬度最大原那么，判別研討地域?qū)夂蜃兓槕?yīng)才干級別。例如某區(qū)域?qū)夂蜃兓槕?yīng)才干屬于k級的綜合隸屬函數(shù)由下式計(jì)算：〔11〕式中：Uki為第i項(xiàng)目的屬于k級的隸屬函數(shù)。那么順應(yīng)才干級別為使Sk最大的k值。未來的社會(huì)經(jīng)濟(jì)情景在后一種方法中做詳細(xì)引見。經(jīng)過未來的社會(huì)經(jīng)濟(jì)情景數(shù)據(jù)，可以判別出未來的順應(yīng)才干。2、進(jìn)展流域氣候變化脆弱性評價(jià)〔五〕農(nóng)業(yè)消費(fèi)的氣候脆弱性評價(jià)的另一種定量計(jì)算方法本評價(jià)方案首先確定敏感性和順應(yīng)性評價(jià)目的，采用AHP層次分析法分配目的權(quán)重，其次根據(jù)有關(guān)研討成果確定單目的評價(jià)規(guī)范和敏感性、順應(yīng)性計(jì)算方案，最后給出脆弱性計(jì)算方案和等級劃分規(guī)范。1、脆弱性評價(jià)目的體系及其權(quán)重農(nóng)業(yè)消費(fèi)氣候脆弱性研討目的體系確實(shí)定，是在參考已有生態(tài)脆弱性研討和有關(guān)氣候變化對農(nóng)業(yè)影響研討成果的根底上，充分思索研討區(qū)域內(nèi)的實(shí)踐消費(fèi)情況，選取和農(nóng)業(yè)消費(fèi)條件親密相關(guān)的氣候、生態(tài)和繼續(xù)開展才干的因子，采用數(shù)學(xué)分析和專家引薦相結(jié)合的方法，分別選取敏感性目的和順應(yīng)性目的組合，根據(jù)專家打分結(jié)果，利用AHP層次分析法確定目的權(quán)重。結(jié)果如表1。2、敏感性目的分級及計(jì)算方案敏感性各目的的評判規(guī)范主要參考了有關(guān)文獻(xiàn)，各目的值詳細(xì)分級及相應(yīng)敏感性程度等級劃分結(jié)果見表2。敏感性Vp1可由下式計(jì)算求得：〔12〕其中Wi表示第i種目的所占權(quán)重〔表1〕，Xi表示第i種目的詳細(xì)取值所屬等級的敏感性程度值〔表2〕。3、順應(yīng)性目的分級方案及計(jì)算方法根據(jù)各地農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)開展情況、各種可繼續(xù)開展目的體系和有關(guān)科研成果，可確定順應(yīng)性各目的判別規(guī)范及順應(yīng)性等級劃分方案〔表3〕。順應(yīng)性可由下式計(jì)算求得：〔13〕其中Wi表示第i種目的所占權(quán)重〔表1〕，Yi表示第i種目的詳細(xì)取值所屬的順