[科普中国]-[原创]气候变化对我国农业发展的影响及对策

气候是人类赖以生存的自然环境的一个重要组成部分，它的任何变化都会对自然生态系统以及社会经济产生不可忽视的影响。《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）称：气候变化是经过相当一段时间的观察，在自然气候变化之外由人类活动直接或间接地改变全球大气组成所导致的气候改变。目前，气候变化主要表现在二氧化碳浓度的升高以及温室效应引起的全球气候变暖，已成为人类迄今面临的最重大也是最为严重的全球环境问题，引起了世界各国政府的高度重视，著名的《京都协议书》就是针对气候变暖而制定的全球性文件。我国是世界上农业气象灾害多发地区，人均耕地资源少、农业经济不发达、适应能力非常有限，气候变化对我国农业发展影响极大。1.对农业生态环境的影响农业生态环境中各种自然条件（水、热、光、CO2、土等）和其它生物要素（病毒、昆虫、杂草、微生物等）对农作物的生长发育和产量形成都有十分重要的影响。由于地球大气层中CO2等温室气体的浓度在不断上升，使地球表面气温呈不断增高的趋势。气候变暖对农业生态环境系统的负面影响将是长时间的，危害是严重的。1.1 水资源供需矛盾加剧气候变暖将导致地表径流、旱涝灾害频率和一些地区的水质等发生变化，特别是水资源供需矛盾将更为突出。我国西北各大湖泊，除天山西段赛里木湖外，水量平衡均处于入不敷出的负平衡状态，自20世纪50年代以来，湖泊均向萎缩方向发展，有的甚至干涸消亡。一方面，长江、黄河、淮河、海河等我国七大流域天然年径流量整体上呈减少趋势。其中，长江及其以南地区年径流量变幅较少；淮河及其以北地区变幅较大，以辽河流域变幅最大，黄河上游次之，松花江最小。另一方面，我国各流域年平均蒸发量将增大，其中，黄河及内陆河地区的蒸发量将可能增大15%左右。近50年降水逐渐减少，华北出现暖干化趋势。1.2 极端气候天气事件发生极端气候事件是一种在特定地区和时间的罕见事件。世界气象组织规定，如果某个（些）气候要素的时、日、月、年值达到25年以上一遇，或者与其相应地30年平均值的“差”超过了二倍均方差时，这个（些）气候要素值就属于异常气候值。出现异常气候值的气候就成为极端气候。气候变化可能加重我国华北、西北地区土地沙化、碱化和草原退化，引起区域气候灾害、荒漠化、沙尘暴的加剧，还有可能加重北方一些地区的干旱趋势和长江流域的洪涝灾害。另外，受高温季风气候的影响，东南沿海台风频率、强度可能增加，并将加重沿海地区的风灾和暴雨洪涝灾害。近年来，极端天气频频袭击我国，给人民生活和社会经济发展带来很大影响。2008年初席卷全国的寒潮；2009年华北的特大暴雪；2010年我国南方出现的10多次暴雨天气，导致山体滑坡；2009年8月以来，我国西南地区降水持续偏少，广西、重庆、四川、贵州、云南等5省市区遭受了最为严重的特大干旱，给工农业生产特别是春耕生产造成极大威胁，损失十分严重。我国近两年发生的极端异常气候，给一些地区造成了极大的经济损失，而在未来气候变化下，这样的问题将成为一个常态，越来越多的发展预算将被转去应对天气造成的突发事件。1.3 自然生态系统严重破坏自然生态系统由于适应能力有限，容易受到严重的、甚至不可恢复的破坏。气温升高对自然生态系统造成了严重影响。如海平面升高、冰川退缩、冻土融化、河（湖）冰迟冻与早融、中高纬生长季节延长、动植物分布范围向极区和高海拔区延伸、某些动植物数量减少、一些植物开花期提前，等等。“北极震荡”现象造成冷空气持续不断补充南下，“厄尔尼诺-拉尼娜”现象活跃，春汛提前。另外，珊瑚礁、红树林、极地、高山生态系统、湿地等自然生态系统也会受到严重威胁。2.对农业生产影响2.1 农作物布局发生改变气候变化将使主要粮食带向高纬度地区扩展。《第二次气候变化国家评估报告》预测，到2050年，年平均温度每增1℃，北半球中纬度的作物带可在水平方向北移150km～200km，垂直方向上移150m～200m。使我国三熟制的北界北移500千米之多，从长江流域移至黄河流域；而两熟制地区将北移至目前一熟制地区的中部，一熟制地区的种植面积可由当前的62.3%下降为39.2%，二熟制面积变化不大，三熟制面积可由13.5%提高到35.9%。华北目前推广的冬小麦品种(强冬性)将不得不被其它类型的冬小麦品种(如半冬性)所取代。21世纪末，全球平均气温上升4℃左右时，中国单季稻面积可以向北扩展50万公顷，双季稻面积还可以拓展620万公顷。2.2 农业生产的不稳定性增加气候变化在一定程度上对农作物的生长是有利的，但超出一定范围，就会阻碍其生长。总的来说气候变化对粮食生产的影响是负面的。气候变化导致的高温、干旱、虫害等因素都可能造成粮食减产。如果不采取适应措施，全球温度升高2.5℃左右会导致中国粮食作物产量降低，单产最高下降幅度约20%。预计到2030年，中国种植业生产能力在总体上可能会下降5%至10%；小麦、水稻、玉米三大农业作物均以下降为主，到21世纪后半期，产量最多可下降37%，严重威胁到粮食安全。2.3 农作物品质下降气候变化对农作物品质产生不利影响，如大豆、玉米、水稻、冬小麦等。大气中CO2浓度增加，使大豆钙、锌、硒含量更为丰富，但大豆氨基酸和粗蛋白含量分别下降了2%和1%，大豆铁元素随之下降。玉米籽粒的粗脂肪、粗淀粉及水分含量有所增加，但氨基酸、粗蛋白质、粗纤维、直链淀粉、总糖都会下降。水稻籽粒直链淀粉含量会增加，但对人体很重要的铁和锌元素则会下降；而当温度和CO2浓度均增加时，水稻籽粒蛋白含量降低，稻米籽粒营养品质（蛋白质与氨基酸含量）显著下降。小麦蛋白质含量降低3%～5%，面粉蛋白质含量明显下降。2.4 粮食生产成本和投资增加气候变暖使土壤有机质的微生物分解加快，从而改变土壤水分平衡、土壤结构和土壤营养状况，影响土壤肥力，造成地力下降，大多数非灌溉耕地受到的影响将更加严重。二氧化碳浓度升高会使杂草丛生，病虫害加重，农药化肥的效力减弱，农业病、虫、草害的发生区域扩大，危害时间延长，作物受害程度加重。从而增加施肥量、除草剂、农药的用量，使农业的成本和投资大幅度增加，直接影响我国农业的可持续发展。3.应对气候变化应采取的对策3.1 减缓温室气体排放一系列气候变化评估报告明确指出，全球增暖的原因直接与排放有关。11月26日，中国政府正式宣布了控制温室气体排放的行动目标：到2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%至45%。首先，要大力普及农村沼气，发展秸秆气化、固化，开发太阳能、风能、微水电等可再生能源，替代化石燃料减少甲烷、二氧化碳排放。如果按照目前3500万户农村户用沼气计算，每年可以替代近2000万吨标准煤，相当于减排二氧化碳5600多万吨。其次，要加快省柴灶、节能炕和节煤炉的升级换代，推进农业机械节能，降低化石能源消耗。3.2 构建农业循环经济体系循环经济是以低消耗、低排放、高效率为基本特征，按照自然生态系统物质循环和能量流动方式运行的经济模式。采取秸秆还田、保护性耕作和禁牧、休牧、退牧还草等措施，增加农田土壤和草地碳汇。推广应用秸秆养畜、过腹还田和青贮技术，降低动物甲烷排放、增加土壤有机碳含量。构建健康养殖和标准化养殖小区建设，有效处理利用畜禽粪便。我国秸秆资源十分丰富，每年仅稻秆、小麦秆、玉米秆和豆秆就有约6.5亿吨。有资料显示，我国每年产生秸秆及壳、树枝、木屑、禽畜粪便等农林牧废弃粉30亿吨左右，如果利用5%，可生产至少1000万吨干食用菌产品。而且还有4000万～5000万吨的菌渣肥可供改良土壤之用。毋庸置疑，提高农作物秸秆和畜牧粪便的循环利用水平，有利于解决“菌林矛盾”，提高农田的增汇能力，产生巨大的经济效益。实践证明，这是实现农业可持续发展，促进农村经济发展和帮助农民致富，建设社会主义新农村的有效途径之一。3.3实施高产高效配套栽培技术3.3.1 合理布局农作物种植结构 不断优化区域布局和农作物种植结构，积极培育产量高、品质优的抗旱、抗涝、耐高温、抗病虫等抗逆性强的农作物新品种，加大优良品种的宣传推广力度，提高良种覆盖率。3.3.2 科学测土配方施肥 积极实施测土配方施肥，引导农民转变施肥观念，提高科学施肥水平。通过配方施肥可以合理确定施肥量，有效提高化肥利用率，节约成本，增加效益；可培肥地力，保护生态，协调养分，防止病害；可以对有效肥力进行合理应用分配，减少农田氧化亚氮排放。3.3.3 开展数字化监测预警 数字化监测预警有助于加快病虫调查监测数据的传输和处理速度，提高监测预警能力，进一步提高病虫测报的时效性和准确性，以更好地服务和指导农业生产。数字化监测预警建设主要包括病虫调查监测数据的网络化传输、自动化处理、监测结果的图形化展示和监测工作的职能化管理等方面。3.4 加大农业基础设施建设力度针对日益严重的气象灾害，围绕提高农业防灾、减灾和综合生产能力，开展以农田水利为重点的农业基础设施建设，扩大农业灌溉面积，提高农田排灌能力，切实增强农业综合实力。同时，大力推广农田节水技术，解决干旱缺水地区农村饮水和部分农业生产用水问题，提高应对旱灾能力，推动我国农业可持续发展。编辑：王大伟