气候变化对我国农业的影响

气候变暖对中国农业的影响

资源环境学院土管12-1 20126948

摘要

气候变暖将使粮食作物水稻、玉米和小麦的生育期缩短，产量下降；有利于棉花生产，能提高北方棉花产量和品质。作物种植结构和作物品种的布局将发生变化；主要农作物病虫害呈加重趋势，气候变暖将使中国各类自然植被发生明显北移，土地荒漠化危害范围加大，土壤肥力下降，并增加农业灌溉的需水量，农业资源供需矛盾加剧。

关键词

气候变暖产量降水种植结构

正文

全球气候变暖以及给全球人类带来的影响,已经越来越深刻地让我们感受和体会到。根据政府间气候变化委员会(IPCC)发布的第三次评估报告，在过去的100年中全球平均地表气温增加了0.4℃－0.8℃，自1970年代中期以来气候变暖尤为显著，最近10年更是全球自有气象观测记录以来140余年中平均温度最高的10年。

在全球气候变化背景下，中国的气温不断增高，近50年中国平均地表气温增加了1.1℃，明显高于全球,年代际波动较大，极端天气气候时间不断增多。未来气候变化情景，预计中国北方增温幅度高于南方，青藏高原增温最明显，年降水量增加显著区域为华北、西北及东北地区，长江中下游沿岸及其以南地区有小幅度增加。在人类社会经济的各个方面中，农业对气候变化的反应可能最为敏感。中国人口众多，人均资源相对短缺，又是一个发展中国家，农业基础条件差，全球变暖的总趋势将给中国未来农作物的产量、农业布局与结构以及生产条件带来重大改变。

1.气候变化对作物生产潜力的影响

由国家气象和农业部门联手进行的科学估算表明，到２０３０年，中国种植业产量因全球变暖在总体上可能会减少５％－１０％，其中小麦、水稻和玉米三大作物均以减产为主.

如果只考虑气候因素的影响，气候变化将使长江流域水稻减产9%-41%，但如果同时考虑大气CO2浓度增加所带来的施肥效应，长江流域单季稻的产量总体上将呈现增产的趋势。但对大面积的双季稻来讲，到2100年（包括气候变化及CO2的施肥效应）早稻生育期将平均缩短4.9天，晚稻生育期平均缩短4.4天，早稻与1971-2000的平均单产相比平均减产3.6%，双季稻平均减产2.8%。

和水稻相似，如果只考虑气候因素，气候变化将使长江流域的玉米显著减产，即使包括CO2的施肥效应在内，到2080年长江流域的玉米仍将普遍减产，其中四川盆地中部减产幅度最大，达25%-50%。

气候变暖对中国小麦总产量的影响并不是很大，比水稻和玉米要小。考虑二氧化碳直接肥效作用，小麦的单产将显著增加，灌溉小麦增产幅度大于雨养小麦

不考虑大气中二氧化碳浓度上升对小麦光合作用直接影响，只根据气温、降水变化估算北方小麦气候生产力的的变化百分率。降水减少较多的情况下，小麦气候生产力将普遍下降，变化幅度大于降水减少较少情景。“暖湿型”气候对小麦生产最有利，而“冷干型”气候对小麦生产最不利。

气候变暖同时也会影响二氧化碳浓度这个重要指标，使其对农业生产的影响变得复杂，在不考虑其他因素的情况下，气候变暖使二氧化碳浓度升高，增强植物的光合作用，理论上作物产量将提高。但目前有关二氧化碳对农作物直接作用的研究大多处于作物个体水平，作物群体能否表现出较高的产量潜力和持续的增产潜力、二氧化碳浓度增加对作物的负面影响等等这些问题都要进一步研究。气候变暖有利于棉花生产，提高北方棉花产量和品质。气候变化对中国大部分地区大豆生产不利，但哈尔滨以北地区和呼和浩特等地区大豆生育期内热量条件明显改善，有大幅度增产的可能

2. 气候变化对生产结构和布局的影响

气候变暖将使我国作物种植结构发生较大的变化。相对于全国种植业产量的总体减少，气候变暖可能造成中高纬度局部地区的作物增产。气候变暖将目前的两熟区向北移至目前一熟区的中部；而三熟区将明显地向北向西扩展，不仅以不同三熟组合方式取代目前大部分两熟制地区，而且其北界还将会从目前的长江流域移至黄河流域

研究表明，到２０５０年，气候变暖将使农作物三熟制的北界北移500千米之多，从长江流域移至黄河流域，两熟制地区将北移至目前一熟制地区的中部，一熟制的面积将减少２３．１％。

除了作物种植制度外，主要作物品种的布局也将发生变化。研究结果显示，华北目前推广的冬小麦品种将无法适应变暖的气候，比较耐高温的水稻品种会在南方占主导地位，并且向北方稻区发展，而东北地区玉米的早熟品种将逐渐被中、晚熟品种取代。气候变暖使中国东北、西北地区农作物种植结构发生较大变化。西北东部冬小麦种植界限向北、西、高海拔扩展，种植面积扩大10%~20%。喜热作物棉花适宜区种植海拔高度升高100米左右，面积扩大10倍。复种作物适宜区海拔高度升高200米左右，复种面积扩大4~5倍。黑龙江省作物的高产中心发生移动，玉米高产中心南移2个维度，小麦和大豆高产中心北移2个维度。水稻的种植面积以年递增率10%的速度增长，单位面积上的产量大幅度增加。粮食作物种植结构发生了很大的变化，从主要以小麦和玉米为主的粮食作物种植结构变化为以玉米和水稻为主；水稻的种植区域明显向北扩展，小麦的种植区域向北收缩。

随着气候变暖，中国北部地区水稻的种植比例增加，其中黑龙江的水稻种植增加最多，东南和华南地区水稻的种植比例减少。黑龙江、内蒙古和新疆地区小麦的种植比例减少幅度在10%以上，西藏、贵州、河南地区小麦的种植比例有所增加。全国大部分地区的玉米种植比例呈现增加趋势。

3. 农业生产条件改变，农业成本和投资幅度增加。

近50年，除四川东北部和南部地区的气温略有下降以外，全国大部分地区呈明显的上升趋势，气温升高最显著的地区是华北、内蒙古东部和东北地区。气候生长期有较为明显的增长趋势，平均增长速率为每年0.16天。近47年，全国无霜冻期以每10年3.4天的气候倾向率延长。东北、西北积温增加明显。未来各种排放情景下。以冬季的变暖最明显。区域分布为青藏高原增温最大，东北、西北、华北次之，其余地区则由东南向西北递增分布。二氧化碳浓度增加越多对温度的影响就越大，温度升高幅度越明显。

不难看出，气候变化使农业成本大大增加，最主要的原因是气候变暖引起了农业水资源供需的变化，加剧了供需矛盾。其次，气候变暖对土壤微生物的影响也不容小觑。

温度升高，导致作物需水量变化。温度升高对蒸发率的影响夏季大于冬季，北方大于南方。二氧化碳倍增时，1月北方蒸发率增加约10％，南方增加4％；7月北方增加18％，南方增加约10％。未来温度上升。气候变暖可能使作物生长季内的潜在蒸散量增加，导致土壤水分的有效性下降，从而增加农业灌溉的需水量，同时气候变化造成近50年中国六大江河实测径流量都呈下降趋势，下降幅度最大的是海河流域。全国水面蒸发量减小。冰川退缩，积雪融化，海平面上升。干旱与半干旱区水资源对气候变化影响特别脆弱，主要表现为降水和河川流量减少,地下水明显减少，并长期得不到恢复和补充。全球变暖对湖泊等水体污染也有影响，由于升高的水温、增加的降水强度和长期的低流量使湖泊和水库多种水污染加重。在其他条件要素保持不变的情景下，华北地区不同作物的需水量对气候变暖的响应存在差异，其中冬小麦需水量增加最大，棉花次之，夏玉米最小，农业水资源供需矛盾加剧。