气候变化对中国农业生产的影响及应对策略1

气候变化对中国农业生产的影响及应对策略
1中国气候变化的主要特征
1.1温度逐步上升
1.2降水变化区域性不均衡和水资源短缺
1.3极端气候事件频繁出现，极端天气事件增多趋强
1.4海平面升高
在全球变暖的大背景下，冰川会逐步融化，从而导致海平面升高。

2气候变化对农业生产的正面影响
2.1作物种植熟制北移
农作物的生长发育离不开光、热、水，这三个因素的不同组合也将对农业生产产生不同的影响。

气候变暖会导致积温增加和作物的生长期延长，将使中国长江以北地区，尤其是中纬度地区农作物的适宜生长季的开始日期提早和终止日期推迟，这些地区农业生产的生长季将有所延长。

气候变暖使农作物生长季延长，会对中国的种植制度产生重大影响，作物种植带将北移，二熟制和三熟制的面积将会扩大。

在过去的50年里，气候变暖造成了中国种植制度界限不同程度的北移。

与目前常用的中国种植制度气候区划结果（1951～1980年）相比，1981以来，由于气候变暖，在陕西、山西、河北、北京和辽宁等省市，一年两熟种植北界明显向北移动；在湖南、湖北、安徽、江苏和浙江等省一年三熟种植北界向北空间位移明显。

在不考虑品种变化、社会经济等方面因素的前提下，各省的种植制度由一年一熟改变为一年二熟，粮食单产平均可增加54%～106%；由一年二熟变成一年三熟，粮食单产平均可增加27%～58%。

与1951～1980年相比，1981～2007年辽宁、河北、山西、陕西、内蒙古、宁夏、甘肃和青海等省区冬小麦的种植北界不同程度北移西扩。

以河北省为例，冬小麦种植界限的北移，可使界限变化区域的小麦单产平均增加约25%（杨晓光等，2010）。

在未来二氧化碳浓度倍增和中国平均气温上升 1 ℃的情况下，中国二熟制的北界将会北移，移动到现在一熟制地区的中部，而三熟制的北界也将北移，从目前的长江流域移动到黄河流域；在未来平均气温上升 2 ℃的情况下，中国大部分两熟制地区将被三熟
制地区所取代，届时一熟制地区的面积将由现在的62.3%缩小到39.2%，二熟制地区的面积基本不发生变化，而三熟制地区的面积则将由目前的13.5%扩大到35.9%（图2-1），三熟制地区的北界将向北移动达500km之多（吴志祥、周兆德，2004），不同组合的多熟制将会使作物的种植品种更加多样化。

气候变化引起的作物种植结构和种植制度的变化在很大程度上取决于水分状况。

中国各地的水热变化并不同步，热量资源增加的有利因素很可能由于水分的缺乏而无法得到有效利用。

在热量条件有保障的情况下，如果年降水量小于600mm，则只能一年一熟或两年三熟；只有在年降水量大于800mm时，才能一年两熟。

2.2冬季的冻害减轻
气候变暖使中国高纬度地区热量不足的状况有所改善，农作物生育期延长，喜温作物界限北移，促进了当地作物种植结构的调整。

根据多种大气环流模型的预测结果，中国东北地区的增温幅度要明显高于全球平均水平，东北地区是中国重要的粮食主产区和最大的商品粮生产基地，对维系中国粮食安全起着举足轻重的作用。

20世纪90年代以来东北地区水稻种植面积扩大，粮食产量增加，这和气候变暖有直接关系，由于气候增暖明显，使得水稻种植面积得以北扩，曾经不能种植水稻的伊春和黑河地区，现在也可以种植水稻，2000年黑龙江省的水稻种植面积是1980年的7倍（潘华盛等，2004）。

热量条件的改善同时使低温冷害有所减轻，晚熟农作物品种面积也将增加。

气候变暖已经使北方冬麦区冻害大幅度减轻，北方冬麦区在20世纪的50、60年代和70年代初，几乎每年都会发生程度不同的低温冻害。

20世纪80年代以来，由于气候变暖，冬季温度升高明显，冻害的次数和强度减少减轻，从20世纪80年代中期至今，当地还未发生过大面积的冻害(杜娟、关泽群，2007)。

宁夏的葡萄产业过去由于冬季温度过低，只能进行小范围的家庭种植，现在则可以大规模生产种植，并促进了酿酒产业的发展，目前宁夏葡萄种植面积已达8万亩。

辽宁省的苹果生产，遭遇4级以上冻害的频率大幅下降，从50年代的80%下降到20%，冻害程度也明显降低，从未使得苹果产量增大。

气候变暖后，吉林省的玉米品种熟期较过去延长了7～10天，高产晚熟玉米的种植面积迅速增长。

此外，由于气候变暖，寒露风对南方晚稻生产造成的影响日益减小，从而促进了产量的提高。

3气候变化对农业生产的负面影响
3.1影响农作物生长发育和产量
由于气候变暖会对作物的生育期造成显著的影响，因此未来气候变化将影响
中国水稻、小麦、玉米等主要作物的生产和产量。

在气候变暖的条件下，如果没有新的适应技术，作物的生育期会缩短，生长量会减少，这将会抵消作物全年生长期延长的效果，从而对作物产量产生影响。

据研究（王修兰，1996），水稻的生育期在平均气温上升1℃时，将会缩短14到15天。

在水稻目前的品种条件下，水稻的分孽速度会由于生育期缩短而加快，造成有效分孽的减少，引起作物的穗重和总干重下降，降低作物产量。

在未来气温升高1℃的情况下，双季稻区的晚稻平均减产14%～15%，早稻则平均减产16%～17%。

和水稻一样，气候变暖也会缩短小麦的生育期，在目前小麦的品种条件下，小麦的生育期在平均气温上升1℃时会缩短10天，这样就会减少干物质的累积时间，降低籽粒的产量，小麦将因此减产10%～12%；气候变暖同样会缩短玉米的生育期，在目前的玉米品种条件下，当平均气温升高1℃时，玉米的生育期平均缩短7天，玉米将因此减产5%～6%。

预计到2030年，中国的作物产量可能会减少5%到10%，到2071年至2100年，中国农业生产将会受到更大的冲击，冬小麦生产潜力将下降10%至30%，水稻生产潜力将下降10%至20%，玉米生产潜力则将下降5%至10%。

此外，在温室效应的影响下，高温热害将是影响中国农业生产的严重问题。

气候变化将使得温度继续升高，高温热害、伏旱将会更加严重，这将显著的影响中国亚热带地区的农业生产。

随着高温热害的加剧，很多作物的生长发育都受到了限制，高温会影响到谷子、高粱、大豆、玉米等作物的产量，也会强烈抑制棉花和水稻的生长发育过程。

作物不同的生长季节，在温度升高的情况下会导致不同的效果，随着种植水平、作物种类和分布地区的变化，其影响程度也会不同。

3.2气候变化对农作物品质的影响
气候变暖会对农作物的品质产生影响。

以水稻为例，气候变暖将会影响稻米的外观和品质，开花至成熟阶段的高温可显著缩短水稻的成熟天数，造成成熟后的稻米籽粒充实不良，胚透明度低，籽粒不饱满，精米率降低，米粒无光泽。

水稻成熟期的有效积温与米粒的透明度呈负相关关系。

温度对大米的蒸煮食用也会产生明显的影响，如果在灌浆期间气温较高，则煮出的米饭较硬；如果在灌浆结实期间气候凉爽，昼夜温差大，则煮出的米饭香味较浓。

光照强度对稻米品质也会造成影响，水稻生育期当中，如果光照不足将会影响作物光合作用，特别是在营养生长过旺、田间郁闭、通风透光不良的情况下，则垩白米发生会增多。

但如果光照太强，温度相应提高，使水稻成熟过程缩短，则也会使垩白率增多。

未来浓度的升高，会增强作物的光合作用，作物的根系因此可以汲取更多的矿物CO
2
浓元素，从而有利于提高作物的品质。

但是由于作物植株中含碳量也会随着CO
2
度的增高而增加，含氮量将会相对降低，蛋白质也会降低，可能会降低作物的品
质，为了使作物茎叶所消耗的营养成分得到补充，更多的肥料就需要施加。

有关
研究还表明，随着作物品种的不同，CO
2
浓度升高对作物品质的影响也将有所差异（白莉萍，2003）。

直链淀粉是影响稻米蒸煮品质的一个主要因素，Fe元素和
Zn元素则对人体营养十分重要，在CO
2
浓度升高的情况下，水稻籽粒中的直链淀粉含量将会增加，而 Fe和Zn元素含量则会下降。

水稻籽粒中的蛋白质含量会
随着温度和CO
2浓度的增高而降低。

在CO
2
浓度倍增的情况下，冬小麦籽粒中的
粗淀粉含量将增加2.2%，而赖氨酸和蛋白质含量分别将下降4%和12.8%，大豆籽粒中的饱和脂肪酸含量将增加0.34%，不饱和脂肪酸含量将增加2.02%，粗脂肪含量将增加1.22%，而粗蛋白含量则将降低0.83 %；玉米籽粒中的直链淀粉、氨基酸、粗纤维、粗蛋白和总糖含量都将下降；（吴志祥、周兆德，2004）。

3.3引发农业病虫害
农业病虫害的发生与气象条件密切相关，中国每年有200多亿公顷的国土面积发生农业病虫害，其面积是耕地面积的2倍，每年粮食因农业病虫害而减少的产量约占当年粮食总产量的9%(霍治国、刘万才，2000)。

气候变暖会影响到中国主要农作物的病虫害发生情况，会加重农业病虫害的发展，这是因为农作物害虫的生态学特征如分布、生长发育、繁殖和越冬等与温度条件密切相关。

气候变暖会使中国主要农作物害虫虫卵的越冬北界北移，害虫成活率提高，虫口数剧增，虫害发生期、迁入期提前，危害期延长。

气候变暖会改变农作物害虫的地理分布，低温会使农作物害虫的分布范围受到一定限制，而一旦气温增高，就会使这些农作物害虫的分布范围扩大，从而使农作物的生长发育受到影响。

气候变暖会加重中国农业病虫害的危害程度，增加因农业病虫害造成的粮食减产幅度。

气候变暖还会延长一些农作物害虫的生长季节，增加这些害虫的繁殖代数，延长其每年的危害时间，加重农作物的受害程度。

在适宜的气候条件下，一些迁飞性害虫如水稻褐飞虱，可能会大发生和特大发生。

中国的水稻主产区主要在南方，南方水稻产区早稻、一季中稻、一季晚稻和双季稻并存的局面，有利于水稻病虫害的滋生和传播（李淑华，1993）。

在气候变暖的条件下，稻白叶枯病和稻纹枯病也可能会在部分地区暴发和严重流行。

此外，气候变暖还会加重赤霉病、白粉病等病害，红蜘蛛、棉铃虫等棉花害虫将出现恶化的趋势，伏蚜、吸浆虫等害虫也可能会严重发生；近年来，由于暖冬的持续出现以及春季高温少水的影响，水稻灰飞虱经常暴发，带毒率较以往明显升高，水稻条纹叶枯病的流行会导致整株的水稻死亡，严重危害到水稻的生长发育。

3.4影响畜牧业生产
气候变暖会对畜牧业生产造成不利影响。

气候变化会改变中国北方草地畜牧业地区的草地植物的物候期，并导致一系列问题。

随着全球气候变暖，草地植物的物候期发生了改变，其在时间和空间上的生物量差异变大。

气候变暖会降低草地的生物多样性，减少草地的生物量，降低覆盖度，导致草地生态系统的退化，还会加快草地的沙化趋势，使草地变成沙尘暴的发源地。

由于草地的生长量减少，会降低其载畜量，因此还会间接降低牧民的人均收入。

另外，某些极端气候事件发生，不但会影响到饲草的供给和牧畜，还会引发“白灾”和“黑灾”，增加沙尘灾害的发生。

“白灾”和“黑灾”会对北方牧区的畜牧业造成严重的危害。

“白灾”气象上被称为“雪暴”和“吹雪”，又称“白毛风”。

“白灾”会严重阻塞交通运输，并且使得游牧的牧民和牲畜在草地中迷路。

由于草场被积雪所掩盖草，或者积雪被冰覆盖而形成冰壳，牲畜无法扒开雪层，因而吃不到雪层下的草。

冬季的贮草量一旦出现不足，就会造成牲畜的大量病亡。

“黑灾”是由于中国北方的草原地区，在冬季里没有降雪或降雪较少，从而使得牲畜缺水，造成疫病流行，牲畜会因为饥寒而大批量死亡。

目前中国的北方牧区出现了草地退化的严重现象，严重威胁到草地牧业生产安全和草地生态系统。

北方草原地区的利用状态，不但超越了水、土、生物的循环再生机制和草原生态系统的自组织功能的底限，而且超越了丰年时草原的利用上限，在长时期内都处于一种满负荷和超负荷的状态，这样就会加快草原的退化速，由此带来生物总量的减少和草场载畜能力的降低。

此外，气候变化还会诱发动物疫病，夏季高温会影响奶牛的产奶量、家禽的产蛋量，同时还会影响蚕的生长，过去一年可以养四次蚕，但由于气候变暖，夏季温度过高导致家蚕不结茧，只能在春秋二季养蚕。

3.5影响渔业生产
中国地处亚洲东部，东临大平洋，有四个海域，地跨热带、亚热带和温带3个气候带，拥有广阔的沿海大陆架范围和专属经济区，有很多优良的渔场。

气候变暖会使海流和海温受到影响，而海流和海温又会直接影响到渔场和鱼汛期，因此对于气候变化，渔业生产的反映比较敏感。

由于全球气候变暖，中国的海水温度将会升高，水温的升高会使鱼类的摄食、生长、洄游、产卵、死亡等受到直接影响，改变海洋鱼类的种群，从而使渔业资源的数量和质量以及利用开发受到影响。

中国科学院地理科学与资源研究所研究员刘允芬对中国沿海主要鱼种的生长进行了动态模拟，讨论了气候变化引起的海水温度升高对渔业生产的可能影响，根据其模拟研究的结果，水温的升高可能会缩小冷水性鱼的分布范围，使其性成
熟年龄提早，怀卵和排卵量减少，幼鱼的成活率降低，进而会缩短成鱼龄，降低成鱼的体重，使其发生“逃避行动”，从而减少成鱼数量，降低渔获量。

水温升高也可能会影响到暖水性、温水性和广温性鱼类的生长和繁殖。

在未来气候变暖的情况下，对于中国四大海区的主要经济鱼种而言，其产量和渔获量都会出现不同程度的下降，产量会下降5%～15%，渔获量会下降1%～8%（刘允芬，2000）。

此外，由于气候变化会导致暴雨频发，水库将有可能被冲跨，水库被迫开闸放水，从而将平时局限在某些河道与水库里的污水漫淹到河流与养鱼塘中，污水经过之处，饲养的鱼群就会被污染从而导致死亡，这会给渔业生产甚至人民的身体健康带来严重危害。

3.6加剧干旱局面，影响农业生产
中国的干旱半干旱地区主要分布在北方，约占全国陆地总面积的47%，频繁出现的干旱已成为制约中国北方地区农业生产的重要因素，而气候变暖则会加重北方地区的干旱局面。

近年来，随着全球温室效应的加剧和气温的不断升高，虽然个别地区降水有增加的趋势，但由于人类活动的加剧，整个中国北方干旱化问题日益突出。

中国气象专家张存杰对未来10年中国北方地区降水趋势进行了预测，结果表明，中国北方总体降水将相对减少，尽管部分地区在部分年份降水会有少量增加，但总的来说，未来10年北方大部分地区将持续干旱，短期内该地区的干旱情况不会根本缓解。

中国粮食生产的主产区主要分布在南方地区，气候变暖会导致高温热害的发生，使得伏旱更加严重。

高温热害会使作物的生长受到限制，使谷子、高粱、玉米、大豆等的种植和产量受到影响。

中国南方雨水资源丰富，但时空分布不均，存在严重的季节性干旱，伏秋干旱经常发生。

季节性干旱会降低果树、苗木和特种经济作物等产品的质量和品质，使其经济效益下降。

随着气候变暖，干旱发生频率和强度不断加大，严重影响到中国亚热带地区的农业生产，暖温带地区的农业生产也出现了类似问题。

近3年来中国南方赣、浙、闽、湘等省份相继遭遇了百年一遇的严重秋旱和伏旱，旱情持续时间长，发展速度快，对农业生产造成了巨大损失。

3.7导致暴雨频发，形成洪涝灾害
气候变化会引起极端天气气候事件的频繁发生，导致暴雨频发，从未给农业生产造成重大损失。

统计认为，暴雨其量占全年降水量的20%～30%，主要起着解除旱情、满足工农业用水、人民生活的重要作用。

而大范围的连续暴雨或雨量过分集中的降水，则往往会造成山洪爆发，江河水位陡涨，甚至河堤决口，水库垮坝，路基冲毁，农田受淹，房屋倒塌，城市积水等，酿成严重灾害。

在全球变
暖的背景下，中国黄河中游以南地区和华北平原的干旱呈增加趋势，而西南、西北、内蒙古、东南沿海地区和东北部分地区的洪涝呈增加趋势。

近几十年来，洪涝灾害在中国局部地区发生频繁，尤其是90年代之后，长江、黄河、珠江、松花江、淮河、太湖流域连续多次发生大洪水，洪灾造成的损失日益严重。

据长江流域自动观测站的资料显示，长江流域大部分地区的年平均降水量逐年上升，其中夏季降水量显著增加，暴雨日数增多。

除此之外，长江上游地区的夏季暴雨期不断提前，而此时，长江中下游正值梅雨季节，两股大水并发，使得原本不难消化的上游来水成为一种负担，洪灾发生的几率也随之增强。

在温室效应作用下，中国南方地区的大雨日数极有可能显著增加，特别是暴雨发生的天气会增多，气候趋于恶化，洪涝灾害发生频率增大。

暴雨频率增加，将直接导致水土流失和土壤侵蚀加剧，从而增加滑坡、泥石流等地质灾害的发生频率和强度，这些都将严重影响中国的农业生产。

3.8导致海平面上升，影响沿海地区的农业生产
气候变暖会引起冰川融化，从未导致海平面升高，这将影响海岸带和海洋生态系统。

在全球变暖的大背景下，中国海平面也在持续上升，根据2008年国家海洋局发布的《中国海平面公报》，近30年中国沿海海平面上升显著，上升速率高于全球平均值。

近30年来，中国沿海海平面总体上升了90毫米，总体趋势为北快、南缓，预计未来10年，中国沿海海平面将继续保持上升趋势，沿海地区海平面上升幅度介于18至39毫米之间。

据专家预测，长江三角洲地区的江苏、浙江和上海的沿海海平面，到2013年将分别上升27毫米、55毫米、45毫米，其结果会使得长三角的沿海地区更易遭受风暴的影响，并且会加重其影响程度。

上海由于建设了大量高层建筑以及抽取大量地下水，导致地面出现下降，因此其海平面的上升幅度还要进一步加大，这就会大幅度降低目前上海的防洪标准。

海平面上升与异常气候事件进一步加重了风暴潮、赤潮、咸潮入侵与盐渍化等海洋灾害，可能会淹没沿海地区大片的地势低洼的农田，使得沿海地区的农民无田可种。

此外，海平面上升还会造成其他的不利影响，海水倒灌不但会使农田盐碱化，还会使内河的渔业生产受到影响，从而影响到沿海地区农业生产，并引发一系列社会经济问题。

3.9影响农业成本和投入
肥效对环境温度的变化十分敏感，尤其是氮肥，在温度升高1℃的情况下，能被作物直接吸收利用的速效氮的释放量增加约4%，释放期缩短3.6d。

因此，要想保持原有的肥效，就必须加大施肥量，相应的，每次的施用量需增加4%左
右。

化肥施用量的增加，会使农业投入和生产成本提高，还会影响到环境和土壤。

因此，气候变暖导致的化肥施用量的增加，不仅会增加农业成本和投入，其对农业生态环境造成的不利影响也要引起足够重视。

在全球气候变化的背景下，还会大大增加中国出现异常气候的频率，极端天气气候事件的发生频率呈增加趋势，强度也有增大趋势，强降雨、暴雪、高温、干旱、低温冷冻等极端天气气候事件频繁出现，荒漠化和沙尘暴会一进步加剧，都将使得中国的粮食生产变得不稳定，从而影响农业成本；气候变化尤其是温度增高后，还会改变农业生产条件，大幅增加农业成本和投资，此外气候变化还会提高农田的灌溉成本，进行水土保持和土壤改良的费用增加，从而造成农业的投资增加，增加了农业成本。

3.10破坏农业设施
随着全球气候变化的加快，出现异常气候的频率将大大增加，极端天气气候事件的增多，会引发区域性的农业气象灾害。

中国大多数农田水利工程建设标准低，质量较差，配套不完善，而在运行管理中又因技术、经济等条件的限制而未得到及时的维修、更新改造、续修配套，在暴雨洪水等灾害的袭击后，损毁程度往往较为严重。

暴雨和暴雪等农业气象灾害也会对农业设施造成重大破坏，使大棚倒塌损毁，严重影响棚栽作物的产量和品质，破坏农业灌溉系统和水利设施，引起农业生产条件的改变，农业成本和投资大幅度增加，提高了农业成本。

由于农田排灌设施建设滞后，抵御自然灾害的能力十分有限，加之投入不足，水利设施不配套，排灌能力较差，一旦遇到洪涝或干旱等灾害，水利设施难以发挥作用，会造成大面积的农田受淹受旱，从而严重影响当地农业生产。

5 农业应对气候变化的对策建议
5.1 调整农业结构和布局，改革种植制度
应根据未来气候变化的实际情况，调整农业结构和布局，避开或减轻气候变暖造成的不利影响。

调整农业结构需要针对未来气候变化对农业的可能影响，深入分析光照、温度、水资源重新分配和农业气象灾害的新格局。

通过改进作物品种和布局，有计划地培育和选用抗旱、抗涝、抗高温和低温等抗逆品种，采用防灾抗灾、稳产增产的技术措施以应对气候变暖的挑战，从而在气候变化的情况下仍能做到粮食产量稳定增长。

目前中国的种植制度是以热量为主导因素的，未来气候变暖后，因积温增加和生长期延长，一熟区的南界将北移，双季稻区和三熟区北界将北移。

因热量条件的改变，复种面积将扩大，复种指数将提高，对水分的需求增加，未来水分将取代热量成为复种面积扩大的主要限制因素。

对此，需。