气候变化对农业的影响及其适应对策

气候变化对农业的影响及响应

全球气候变化作为一个不争的客观事实，已成为21世纪世界各国普遍关注与重视的热点问题。中国气候变化趋势与全球气候变化趋势一致，但在某些方面表现更加剧烈，中国出现极端天气较为频繁，这无疑给中国的农业用水和粮食生产提出了严峻的挑战。IPCC和FAO都将农业列为最易遭受气候变化影响、最脆弱的产业之一。本文主要讨论气候变化对农业的影响以及我国农业应对气候变化的适应性对策。

1、气候变化对农业影响研究的主要结论

(1)大气中化学组成的变化对作物生长有直接影响。大气中二氧化碳浓度倍增，可使C3作物生长和产量增加lO％～50％，C4作物生长和产量的增加在10％以下。二氧化碳浓度增加对植物生长的助长作用，受植物呼吸作用、土壤养分和水分供应、固氮作用、植物生长阶段、作物质量等因素变化的制约。这些因素的变化很可能抵消二氧化碳增加的助长作用。

(2)温室效应增强会引起农业气候条件变化。全球变暖可使温度带向极地方向推移，使世界主要粮食带向高纬度地区扩展。年平均温度每增加1℃，北半球中纬度的作物带将北移l50～200千米，垂直上移100～200米。然而，作物布局不仅取决于温度条件，也受土壤、水分和社会经济等条件的影响。在低纬度地带，增温改变农时的影响不可忽视，尤其是一年多熟地区已适应当前气候条件的农田，将需要做重大的调整。

(3)作物产量对气候变化的响应。低纬度湿润地区的水稻产量受温度变化的影响显著。在北纬6°～3l°内的农田实验表明，结实期温度上升1～2℃，会使产量下降10％～20%；这种影响随纬度的增高而加重。热带半干旱地区，降雨量不足，增温伴随的加速蒸发会使土壤水分状况恶化，而导致作物产量下降。例如印度北部，在雨量不增加的情况下，平均温度哪怕只增加1℃就会使小麦产量减少10％。

对世界粮食供给的最严重的威胁是中纬度“谷物带”的变暖及伴随的作物水分亏缺。这些将降低粮食生产潜力。例如，美国所有主要的非灌溉作物将减产，高粱、玉米和水稻减产最严重；加拿大草原地带的平均产量将减少l 0％～30％；在澳大利亚，若增温3℃，且夏雨增加、冬雨减少，则小麦产量可望增加。北美大草原北部、斯堪的纳维亚半岛、俄罗斯的西北部、新西兰南部、阿根廷和智利南部这样的高纬度地区增暖幅度大，目前农业受到的热量限制会减缓，但这些地区面积有限，所增加的产量不足以补偿中纬度地区的减产。

在较暖的气候条件下，土壤有机质的微生物分解将加快，长此下去将造成地力下降。在高二氧化碳浓度下，虽然光合作用的增强能够促进根生物量的增加，在一定程度上可以补偿土壤有机质的减少，但土壤一旦受旱后，根生物量的积累和分解都将受到限制。这意味着需要施用更多的肥料以满足作物的需要。干旱加剧后，植被减少，表土易沙化，使得耕地易受风蚀。遇到大风袭击时，将产生“沙尘暴”现象；而一旦受到暴雨冲刷，又会造成严重的水蚀。

(4)气候变化将改变施肥量。肥效对环境温度的变化十分敏感，尤其是氮肥。温度增高1℃，能被植物直接吸收利用的速效氮释放量将增

加约4％，释放期将缩短3．6天。因此，要想保持原有肥效，每次的施肥量将增加4％左右。施肥量的增加不仅使农民增加投入，而且对土壤和环境也不利。施入土壤中的氮素化肥，被植物吸收利用的只有30％～50％，其他通过挥发、分解、淋溶流失，氮肥释放出的氧化二氮是破坏臭氧层的罪魁祸首之一。

(5)气候变暖将增大农药的施用量。随着气候变暖，作物生长季延长，昆虫在春、夏、秋三季繁衍的代数将增加，而冬温较高也有利于幼虫安全越冬。高温还为各种杂草的生长提供了优越的条件。因此，气候变暖可能会加剧病虫害的流行和杂草蔓延。气候变暖后，各种病虫出现的范围可能扩大，即向高纬地区延伸。在高温条件下，由于作物的生育期缩短，作物、杂草和病害之间的相互关系会以不同的方式对气候变化做出反应，因而病害感染的方式有可能改变。气候变暖还会改变作物和禽畜病原体的地理分布，目前局限在热带的病原和寄生组织将会蔓延到亚热带甚至温带地区。这意味着这些地区将不得不施用大量的农药和除草剂，而这又将加剧环境污染。

2、气候变化对农业影响研究的不确定性分析

气候变化对农业影响的研究目前尚存在诸多不确定性。一是因为研究气候变化对未来生态系统影响时所用的气候情景，没有考虑区域差异和时间变化，过于简化和主观；二是所用气候情景是全球平衡模式输出的结果，模式分辨率较粗，本身具有许多不确定性，不同模式之间也存在差异；三是所用农业专业模型多属静态或经验统计模型，缺少动态或过程模型，而且多数研究只是局地的甚至是个别地点的。

评价未来气候变化对我国农业影响的研究，目前主要从两方面分别进行。一是研究气候变化影响作物的关键过程，进行作物生长模拟试验，建立作物区域生长动力模式来评价未来气候变化对我国农业的影响；二是对区域气候变化情景下农业(主要是农作物)生产的响应进行研究，分析气候变化影响的可能趋势和地区差异。如果将上述两方面的研究有机地结合起来，建立复杂的相互作用模型，无疑会大大降低气候变化影响研究的不确定性。

3、适应气候变化对农业影响的适应对策

(1)不断提高农业对气候变化的应变能力和抗灾减灾水平。北方一些干旱和半干旱地区降水可能趋于更不稳定或者更加干旱，这必将对农业生产造成不利影响。因而，这些地区要以改土治水为中心，加强农田基本建设，改善农业生态环境，建设高产稳产农田，不断提高对气候变化的应变能力和抗灾减灾水平。

(2)选育抗逆品种，采用稳产增产技术。针对未来气候变化对农业的可能影响，分析未来光、温、水资源重新分配和农业气象灾害的新格局，改进作物品种布局，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，预防可能加重的农业病虫害。

(3)发展生物技术等前沿学科。面对21世纪人口、资源、环境、食物问题和气候变化的挑战，要加强光合作用、生物固氮、生物技术、抗御逆境、设施农业(如温室大棚)和精确农业等方面的技术开发和研究，

力求取得重大进展和突破，以强化人类适应气候变化及其对农业影响的能力。

(4)科学地调整种植制度，适应气候变暖。大气中二氧化碳浓度上升，气候变暖，生长期延长，对我国北方粮食生产可能有利，因而要充分利用这一机缘，科学地调整种植制度，大力发展东北的粮食生产。

（5）加强农业灾害性天气的预警与响应能力建设。加强气候灾害预警与响应能力建设，完善气象综合检测和应急服务系统建设，把气象技术、遥感技术和计算机通信技术等先进技术相结合，建立国家级和升级的农业生产气象保障系统。另一方面要加强人工影响天气的能力和应急反应能力建设，提前做好防范工作，以最大限度减少极端气象事件对农业的影响。

参考文献

（1）周曙东，周文魁等. 气候变化对农业的影响及应对措施. 南京农业大学学报，2010.3

（2）普特，赵西宁. 气候变化对中国农业用水及粮食生产的影响. 农业工程学报，2010.2

（3）张兰生. 《全球变化》. 2000