气候变化对农业的影响及应对措施

气候变化对农业的影响及应对措施

周曙东周文魁朱红根王传星王艳

摘要: 阐述气候变化的特点, 分析农作物对温度、降水变化的敏感性, 昆虫对温度变化的敏感性。探讨了农业生产对低温雨雪冰冻天气、对干旱及洪涝灾害的脆弱性。应对气候变化的农业技术选择包括选育抗逆性强的农作物新品种, 增强农作物抵御自然灾害的能力; 加强农业水利基础设施建设; 大力发展节水农业种植技术; 加强农业灾害性天气的预警与响应能力建设。在此基础上提出应对气候变化的农业适应性政策措施: 调整耕作制度, 提高指数; 完善江河湖泊防洪工程和防洪减灾体系; 加强土地合理利用; 发展设施农业, 提高农业抗御自然灾害的能力; 制订减灾应急预案; 积极推广农业保险。

关键词: 气候变化; 敏感性; 脆弱性

一、引言

气候变化被列为全球十大环境问题之一, 随着全球气候变化研究的进展, 开展气候变化影响的相关研究开始成为学术界最为活跃的研究领域之一。农业是对天气变化最为敏感的部门之一, 因为气候始终是影响农业生产的重要决定因素, 到目前为止, 农业还没有改变靠天吃饭的局面。农业是国民经济的基础, 气候变化对农业所带来的不利影响,特别是极端天气气候事件诱发的自然灾害将造成农业生产的波动、危及粮食安全、社会的稳定和经济的可持续发展。

尽管在哥本哈根会议上各国还没有就气候变化问题综合治理所采取的措施达成共识, 有待在2010年墨西哥城的第16 次缔约方会议上继续协商, 但气候变化会带来难以估量的损失, 气候变化会使人类付出巨额代价的观念已为世界所广泛接受, 并成为广泛关注和研究的全球性环境问题。及早开展气候变化对农业影响的研究, 发现可能存在的问题, 提前采取适应性对策具有极其重要的战略意义。本文从敏感性、脆弱性方面来分析气候变化对农业的影响, 并在此基础上探讨我国农业应对气候变化的适应性对策。

二、气候变化的特点和趋势

气候变化是气候平均状态出现统计意义上的显著变化或者持续较长一段时间( 10 年或更长时间)的变动, 具体指气候平均值和离差值两者中的一个或两者同时随时间出现了统计意义上的显著变化。

1.气候变化的特点

( 1)平均温度明显上升

中国近100 年来年平均气温明显增加, 达到015~ 018度, 比同期全球增温平均值略高。近50年变暖尤其明显, 主要发生在20世纪80年代中期以后[1] 。如果年平均温度上升1度, 大于或等于10度积温的持续日数全国平均可延长15天左右,这对于农作物生产来讲具有重要意义。

( 2)降水出现区域性与季节性不均衡

温度的提高会加快地表水的蒸发, 导致水循环加剧, 暴雨出现的概率增加, 虽然降水量很大, 却不能得到有效利用。各地的降水量和蒸发量的时空分布也会显著改变。降水既会出现区域性不均衡,也会出现季节性不均衡, 即在农作物最需要水的时候出现季节性干旱, 从而给农业生产带来严重影响。过去的概念是中国西北部缺水, 今后在中国南方也可能出现季节性干旱, 水资源短缺将成为一个严峻的问题。

( 3)极端气候现象增多趋强

极端气候现象指一些在特定地区和时间的罕见事件, 极端气候现象的罕见程度一般相当于观察到的概率密度函数小于10% , 这些极端气候现象包括干旱、洪涝、低温暴雪、飓风、致命热浪等。极端天气气候事件的发生和全球变暖有关, 也是气候变化的表现方面之一。在全球气候变暖的总趋势下, 大气的环流特征和要素发生了改变, 引发复杂的大气) ) ) 海洋) ) ) 陆面相互作用, 大气水分循环加剧, 气候变化幅度加大, 不稳定因素增多, 导致这些小概率、高影响天气气候事件的发生机会增加[2] 。极端气候事件对农业系统的影响往往大于气候平均变率所带来的影响。

( 4)冰川消融导致海平面上升, 海水入侵

在内陆地区增温造成冰川退缩导致雪线上升,在南极冰川逐步融化、冰架面临坍塌, 而北极冰帽正在持续消融中, 漂浮在北冰洋上的成年厚冰块不断融化, 这些因素再加上海水受热膨胀将会使海平面上升。海平面上升会带来一系列问题。例如沿海地区洪水泛滥及严重破坏、侵蚀海岸线、海水入侵内河、沿海湿地及岛屿洪水泛滥, 一些地势较低沿海城市及村落可能面临淹没的危险。海水入侵还会使灌溉地下水水质变咸, 土壤盐渍化, 灌溉机井报废, 农田减产。

三、农业对气候变化的敏感性与脆弱性分析

11农业对气候变化的敏感性分析

敏感性是指某个系统受到与气候有关的刺激因素影响的程度。所谓刺激因素是指气候变化因素, 包括平均气候状况、气候变率和极端事件的频率与强度[5] , 这些影响可能是直接的影响, 也可能是间接的影响。

气候变化将使我国农作物种植制度及农业生产的布局发生较大变化。气候变暖将使我国长江以北地区, 尤其是中纬度和高原地区农作物生长季开始的日期

提早、终止的日期延后, 潜在的生长季延长; 还将使多熟种植的北界向北推移[3] 。麦、稻两熟区、双季稻种植区和一年三熟制的水稻产区,在水分条件满足的情况下, 种植北界均可向北推移。如果年平均气温上升2度, 大部分两熟制地区将会被不同组合的三熟制取代, 三熟制的北界将北移500km 之多, 三熟制面

积可能扩大115倍, 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, 一熟制地区的南界将北移250~ 500km, 一熟制地区的面积将减

少23% [4] 。这些敏感区域将会面临种植制度、产业结构和作物品种的重大改变。

(1)农作物对温度变化的敏感性

一些作物的生长发育对温度很敏感, 每一种作物都有适合生长的温度区间, 温度过低或过高都不利于作物的生长。平均温度上升会导致生育期缩短与早熟, 有效分蘖减少, 穗重下降、产量降低。以水稻为例, 平均气温每升高1度, 生育期日数平均缩短7~ 8天, 在温度为24~ 27度的南部地区, 平均气温每升高1度, 生育期缩短14~ 15天; 在温度低于24度的北部和高原部地区, 生育期缩短4~10天。在当前的品种条件下, 生育期缩短使有效分蘖减少, 导致总干重和穗

重下降、产量降低, 双季稻早稻平均减产约为16% ~ 17% 左右, 晚稻平均减产

约为14% ~ 15%。对冬小麦来说, 平均气温每升高1度, 目前品种的冬小麦生育日数平均缩短17天左右, 减产幅度大约为10% ~ 12% 。对玉米来说, 平均气温每升高1度, 生育期缩短7天左右,产量平均下降5% ~ 6%。[4]根据谢云(1999)论文中提出的喜温作物的温度影响函数[ 12] , 笔者绘制出喜温作物对温度的敏感性折线图, 从图1中可以发现这样一些敏感临界点, 第1个敏感临界点a 为6度, 当温度低于6度时, 喜温作物停止生长, 温度在6~ 21度之间时, 作物生长