气候变化对农业的影响及应对

气候变化对农业的影响及应对

杨虎成

包头师范学院

摘要：农业是气候变化最敏感脆弱的领域之一，直接受制于气候变化与气象要素。未来气候变化与气象要素时空性与振荡性的加剧，需对农业生产系统全方位影响做因地制宜、因时制宜全方位多层次应对。气候变化带来很多影响，需积极开展农业生产系统性减缓、适应应对策略和农业技术研究，全面理清农业应对气候变化的科学思绪和国家农业扶持政策。综合运用多学科理论方法，开展气候变化对农业生产影响机理和应对机制的系统构成和集成研究，更科学更合理地指导气候变化下的农业生产与积极有效应对，为农业可持续发展和粮食安全献策。

关键词：气候变化；农业；影响；应对

引言

气候变化备受国际、各国关注[1]，它不仅是一个科学命题，需以国家利益、全球化的高度应对[2]，还是自然气候演化与人类活动的综合合成，是人类活动与气候环境相互作用的非自然过程，具有很大的不确定性。气候变化的不确定性，引起水热资源要素的时空分布格局变化、土壤有机质和土壤肥力变化、农作物品种适应性和多样性及其抗逆性改变，加剧局部地区的灾害要素形成，因此，对世界粮食生产、种植制度、生产结构和区域布局将产生了深远影响。研究气候变化对农业生产的影响过程，摸清气候变化对农业的影响程度和应对机制，可以为农业减缓、适应气候变化做出积极正确应对。

1 气候变化观测

气候变化是人为与自然的综合，其相互作用存在未知的不确定性。以温度上升、气候变暖为主要特征的全球气候变化，对当今世界经济、生态和社会系统产生了重大影响，并通过农业生产及其相关产业威胁着国家和全球粮食安全，已成为当下全球环境变化关注的热点问题。农业生产直接关系人类生存发展与社会稳定，气候变暖、气候要素的扰动性与振荡性加剧、极端气候事件增多以及海平面上升等显著气候变化特征，将对农业生产系统产生深远影响。

1.1 平均温度明显上升

全球温度普遍升高，北半球较高纬度地区温度升幅较大。根据全球地表温度的器测资料（自1850年以来），最近100 年（1906—2005 年）的温度线性趋势为0.74℃，北极温度升高的速率几乎是全球平均速率的2倍。陆地区域的变暖速率比海洋快，自1961年以来的观测表明，全球海洋平均温度升高已延伸到至少3000 m 的深度，海洋已经并正在吸收气候系统增加热量的80%以上。对探空和卫星观测资料所作的最新分析表明，对流层中下层温度的升高速率与地表温度记录类似。气象专家根据气候模式预测，未来100 年全球还将升温1.4~5.8℃，全球将继续变暖，增暖的速率将比过去100 年更快。温度的升高，已对与积雪、冰和冻土相关的自然系统、水文系统、陆地生物系统、海洋和淡水生物系统产生强烈的影响，且对部分人工管理系统和人类系统的影响增加[1,6。

1.2 降水的区域性与季节性不均衡

温度的升高，加快了地表水的蒸发，导致水循环加剧，暴雨出现频率增加，且这种大降水量的降水方式未能高效利用，水资源承载力降低[6]。另外，近些年来各地降水量和蒸发量的时空分布发生显著变化，降水的区域性、不均衡性愈发明显突出，降水的月相、季节、年际变化振荡加剧，扰乱了局部区域农业用水供需平衡，水资源短缺及其承载力将成为一个严峻的问题[3]。

1.3 极端气候灾害增多趋强

全球气候变暖的总趋势，引起大气环流特征及要素的变化，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，导致众多小概率、高影响度极端气候灾害的频繁发生与强度加剧（20世纪90年代，全球极端气候灾害比年代高出5倍以上），如干旱、洪涝、低温暴雪、飓风、热昼、热夜和热浪等，这些极端气候灾害对农业生产系统的不利影响往往大于气候平均变率所带来的影响，未来农业生产的全球可持续发展将面临巨大威胁[5]。

1.4 冰川消融，海平面上升，海水入侵

海平面上升与温度上升的趋势一致性[1]。温度的普遍上升造成内陆地区冰川退缩、雪线抬升、南极冰川逐步融化、冰架面临坍塌、北极冰帽持续消融、北冰洋漂浮成年冰块不断融化使大量固态水融入大海，海水的受热膨胀会引起海平面上升，海平面上升会带来众多不利影响和问题，如沿海地区洪水泛滥与环境灾害破坏、海岸线侵蚀、海水入侵内河、地势低洼地域的淹没与人口迁移等等，另外海水入侵，会打破原有地下水稳态平衡，使灌溉地下水水质变咸，土壤盐渍化加剧[6]。

2 气候变化对农业的影响

气候变化的影响是多尺度、全方位、多层次的，正面和负面影响并存，其中负面影响将更多地受科学界和社会的普遍关注[3]。农业对气候变化非常敏感脆弱，根据联合国人口基金会的统计数据，全球人口在2006 年就超过了65 亿，预计在2050 年左右人口达90 亿，受全球气候变暖影响，全球农业生产都将出现大幅波动，粮食供给不稳定性将会增大；同时，伴随饮食结构的优化和调整，对粮食需求的增长超过了粮食产量的增长速度[2]，众多变化威胁着农业及国家粮食安全。

2.1 气候变化对区域水热要素时空分布和土壤及其肥力变化的影响

光热水土资源是决定农业生产的基本要素。气候变化，无论是变暖还是变冷以及温室气体浓度变化，都将导致光照、热量、水分和风速等气候要素的量值和时空格局发生变化，势必对农业生产产生全方位、多层次的影响[3]。

2.2 气候变化对作物品种抗逆性和品种改良的影响

区域适宜生产的作物品种与种类和当地的气候条件密切相关[4]。全球气候变化带来的气象条件的变化，一定程度上对农作物的种类、特性和农作物多样性等产生深远影响。日益升高的气温将改变作物的生产季，导致对热敏感的农作物(如水稻、小麦和玉米)产量降低，逐渐被喜温耐热的作物品种所替代。

2.3 气候变化对作物种植制度、生产结构与地区布局的影响

对于一个地区而言，农作物种植制度和地区布局是区域农业生产活动适应自然条件的直接结果。因此，气候变化对农作物种植制度和地区布局有较大的影响[2]。气候变暖，打破了区域作物布局和品种布局，使作物种植品种与种植制度出现不同程度的地理位移。且由于水分变化可能产生的不利影响，使种植制度的变化具有较大的不确定性。同时，全球气候变化背景下的大气CO2浓度变化也对作物生产体系和种植制度带来一定的影响。

2.4 气候变化对农业病虫害、农业旱涝等气象灾害的影响

几乎所有大范围流行性、爆发性、毁灭性的农作物重大病虫害的发生、发展、流行都和气象条条件密切相关，或与气象灾害相伴发生。暖冬有利于农作物病虫害（菌）的越冬、繁殖，造成主要农作物病虫害越冬基数增加、越冬死亡率降低、带来农作物病虫害危害的地理范围扩大，发生频度和危害程度加剧。气候变暖可使粘虫越冬北界北移约3 个纬度、稻飞虱越冬北界北移约2.5~3.5个纬度，可使农作物害虫迁飞区域范围扩大，粘虫、草地螟和稻飞虱繁殖代数增加]。气候变暖将引起生物种间关系变化，温度升高扰乱了原先自然控制下