發布時間：2022-01-04所屬分類：農業論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要 農業是對氣候變化反應最為敏感和脆弱的領域之一，任何程度的氣候變化都會給農業生產及其相關過程帶來潛在的或顯著的影響，而提高適應能力是農業領域應對氣候變化的主要對策。氣候變化對農業領域的主要影響包括: 氣候變暖使我國年平均氣溫上升，農業生產所需的熱量
摘要 農業是對氣候變化反應最為敏感和脆弱的領域之一，任何程度的氣候變化都會給農業生產及其相關過程帶來潛在的或顯著的影響，而提高適應能力是農業領域應對氣候變化的主要對策。氣候變化對農業領域的主要影響包括: 氣候變暖使我國年平均氣溫上升，農業生產所需的熱量資源都有不同程度的增加，延長了氣候生長季，氣候變化對農業氣候資源產生影響; 氣候變化使我國的種植制度和農業布局發生改變，導致種植區和種植制度分界線北移; 氣候變化對農作物產量和品質產生影響; 氣候變化還對農業旱澇及病蟲害等氣候災害及糧食安全和農產品貿易產生影響。中國幅員遼闊，受氣候變化影響的農業領域區域差異特征顯著，開展適應措施與對策研究已成為農業領域科學應對氣候變化的重要內容。當前主要適應技術措施包括: 調整農業種植制度和布局; 選育優良農作物品種; 加強農業氣候災害防控; 加強農業基礎設施建設等。在此基礎上，本文分析了農業領域在適應氣候變化中存在適應技術薄弱分散，尚未建立完善的適應技術清單; 評估方法中缺少對適應技術的成本效益分析以及資金和政策障礙等問題。提出將來應對氣候變化中農業領域適應技術措施的發展趨勢和方向，主要包括通過對氣候變化影響的科學系統研究，減少不確定性，提升農業在全球氣候談判中地位; 建立適應技術清單和技術集成體系以及建立科學選擇和評估適應技術的方法步驟，在一定程度上通過增強適應能力來減輕氣候變化的不利影響，以促進我國農業的可持續發展。
關鍵詞 氣候變化; 農業; 適應措施; 對策
IPCC 第五次評估報告指出，1880 - 2012 年全球地表平均溫度約上升了 0. 85℃。與 1850 - 1900 年相比，2003 - 2012 年這 10 年的全球地表平均溫度上升了 0. 78℃。近百年來，全球平均降水量變化不明顯，但區域差異明顯，極端干旱洪澇事件頻發[1]。根據《中國氣候變化監測公報》 ( 2012) ，1901 - 2012 年，中國地表年平均氣溫呈顯著上升趨勢，并伴隨明顯的年代際變化特征，其中 1913 - 2012 年中國地表平均氣溫上升了 0. 91℃，氣候變暖導致中國部分地區的氣溫、降水、日照等主要氣候因素發生改變。農業是對氣候變化反應最為敏感和脆弱的領域之一，任何程度的氣候變化都會給農業生產及其相關過程帶來潛在的或顯著的影響，特別是極端天氣氣候事件誘發的自然災害將造成農業生產的波動，危及糧食安全，社會的穩定和社會經濟的可持續發展[2]。中國地域遼闊，各區域之間自然資源條件、經濟社會發展條件等差異較大，因此受氣候變化影響的農業領域區域差異特征尤為顯著[3]。東北區氣溫呈顯著升高趨勢，農作物種植面積擴大，生長季延長，干旱趨勢增大，水稻產量減少，病蟲害出現，次要病蟲害發展為主要病蟲害。華北區隨著氣溫升高和降水減少，糧食產量降低，水資源短缺加劇，積溫增加，作物生長季縮短，可能復種指數增加，晚熟品種種植增加。華東區增溫速率呈加快趨勢，區域旱澇事件趨多趨強，雙季早稻和夏糧種植面積呈減少趨勢。華中區氣溫呈顯著升高趨勢，雙季稻，春性小麥種植區域增加，水稻生育期縮短，氣候變暖病蟲害發育速度加快。華南區主要植物，動物的春季物候期提前，秋季物候期推遲，氣候帶有加速北移趨勢，雙季稻中高適宜種植區面積增加，水稻生育期縮短，產量波動增大。西南區主要表現在氣候帶向高海拔和高緯度的位移和作物產量和品質上，山區水稻和玉米等中晚熟品種產量會提高，春旱尤為突出，大田作物產量受影響。西北區無霜期顯著延長，提早了春播作物播種期，推后了秋播作物播種期，加快了作物生長發育速度，種植區域向北和高海拔區 域擴展，干旱加劇，種植結構改變，病蟲害增多。
總之，氣候變化對農業產生的影響是多方面的和多層次的，氣候變化對農業生產的影響有利有弊，不同區域之間存在很大差別，對我國農業而言，如何趨利避害，科學應對氣候變化是當前迫切需要解決的問題。
1 氣候變化對農業領域產生的重大影響
1. 1 氣候變化對農業氣候資源的影響
農業氣候資源直接影響農業的生產與布局，光、熱、水資源是農業氣候資源的重要組成部分。氣候變化已對農業氣候資源產生了重要影響。氣候變暖使我國年平均氣溫上升，農業生產所需的熱量資源都有不同程度的增加，延長 了 氣 候 生 長 季，研 究 表 明[4]，年 平 均 溫 度 增 加 1℃ 時，≥10℃ 積溫的持續日數全國平均可延長 15 天左右。如東北地區近 50 年平均氣溫上升 1. 5℃ ，增溫率為每 10 年 0. 3℃ 。當熱量資源滿足的情況下，水分則是決定農業發展和產量水平的主要因素。然而氣候變暖使土壤水分蒸發量加大，熱量資源增加的有利因素可能會因水資源的匱乏而得不到充分利用，作物產量波動的氣候風險性增加，如華北平原地區作物生育期內的自然降水和底墑水只能滿足冬小麥全生育期需水的 1 /3 - 2 /3，如果沒有灌溉，冬小麥全生育期缺水率 20% 以上出現的概率大都在 80% 以上，缺水率 30% - 40% 的重旱年出現的概率高達 30%[5]。
1. 2 氣候變化對農作物種植制度和布局的影響
氣候變化使我國的種植制度和農業布局發生改變。氣候變化使我國年平均氣溫上升、積溫增加、作物生長期延長，從而導致種植區成片北移，有研究表明，平均氣溫每升高 1℃，年平均氣溫等值線將北移 1. 76°N，種植制度分界線將北移 2. 44°N，相當于復種指數提高 7. 2% 。據估計，在品種和生產水平不變的前提下，到 2050 年，氣候變暖將使目前中國大部分兩熟制地區有可能成為三熟制適宜種植區; 兩熟制北界將北移至目前一熟制地區的中部，一熟制地區的南界將北移 250 km - 500 km，一熟制地區的面積將減少 23%[6]。如東北地區隨著氣溫的升高，喜溫喜濕作物水稻的種植北界已經移至大約 52°N 的呼瑪縣等地區，玉米的栽培北界向北擴展到黑龍江呼瑪縣，向東擴展到遼寧東部山區，小麥作為喜涼作物，在溫度、經濟和技術等多重因素的影響下呈現出顯著的北退現象[7 - 10]。
1. 3 氣候變化對農作物產量和品質的影響
氣候變化可能導致農業的不穩定性增加，農作物產量和品質將會受到影響。研究表明，華北平原區域在夜間冠層增溫 2. 5℃，冬小麥生育期提前、生長期縮短，產量下降 26. 6%[11]。從 1991 - 2000 年，華北平原耕地生產潛力小幅減少 1. 1% ，約 52. 7 kg /hm2[12]。研究估計，如果不采取氣候變化適應對策，到 2030 年全國糧食綜合生產能力可能下降 5% - 10%[13 - 14]。氣候變化同時也會對農作物品質產生影響。CO2 濃度升高對品質的影響因作物品種而異。在 CO2 濃度加倍的條件下，大豆、冬小麥和玉米的氨基酸和粗蛋白質含量均呈下降趨勢[15]。當溫度和 CO2 濃度均增加時，水稻籽粒蛋白含量降低，對人體很重要的鐵、鋅元素以及稻米籽粒營養品質( 蛋白質與氨基酸含量) 顯著下降，直鏈淀粉含量將會增加[16]。
1. 4 氣候變化對農業旱澇及病蟲害等氣候災害的影響
隨著氣候變化，高溫、洪澇、干旱、臺風、寒害等極端天氣事件發生的頻率有可能增加，最主要的是干旱和洪澇災害發生幾 率 較 大，其導致的災害損失約占氣象災害的 70% - 85% 。氣候變化會加劇農作物病蟲害的流行和雜草蔓延，病蟲害出現范圍也可能向高緯度地區延伸。研究表明，生長季變暖可使大部病蟲害發育歷期縮短、危害期延長，害蟲種群增長力增加、世代增加，發生界限北移和海拔界限高度增加，危害面積和程度不斷加大加重，尤其是水稻病蟲害早發和向北擴張趨勢突出[17 - 18]。
1. 5 氣候變化對糧食安全和農產品貿易的影響
氣候變化影響糧食安全，全球糧食總產量因嚴重自然災害而降低，到 2030 年，我國種植業產量總體上因全球變暖可能會減少 5% - 10% 左右，其中小麥，水稻和玉米三大作物均以減產為主。而當前世界主要糧食價格波動呈放大趨勢，糧食安全問題已成為一個不容忽視的重要問題。氣候變化影響農產品貿易，全球極端天氣事件增加，災害頻繁而嚴重。未來氣候變化影響農業生產，也間接影響農產品價格和貿易活動，相關研究認為中國的氣溫升高降低了糧食貿易量[19 - 20]。
2 農業領域應對氣候變化的適應技術措施
綜合相關文獻分析，目前農業領域應對氣候變化的主要適應技術措施包括:
2. 1 調整農業種植制度和布局
針對氣候變化對農業種植制度和布局的影響，在分析和預測農業氣候資源條件變化的基礎上，調整農作物的種植模式，改進農作物的品種布局，提高復種指數，調整作物種植季節[21]。如西北干旱區減少高耗水量的農作物種植，增加馬鈴薯等節水、耐旱型農作物的生產。東北地區利用氣候變暖熱量增加趨勢，應適當推進水稻種植區域北移，華南地區適當增加雙季稻中高適宜種植區面積，西南地區應向高海拔和高緯度地區增加農作物種植面積[22]。
2. 2 選育優良農作物品種
針對氣候變化對農作物產量和品質的影響，開發農作物高光效育種，抗高溫育種技術，選育抗逆品種，提高作物的光合效能以及對逆境的抵抗能力，不但可以抵消氣候變化引起的不利影響，還可以充分利用未來農作物的高 CO2 肥效作用使糧食獲得增產，保證子孫后代的糧食安全。如隨著氣候變暖，熱量資源的增加，玉米早熟品種逐漸被晚熟品種代替，過渡型、半冬性或弱冬性生態類型的冬小麥品種逐漸取代強冬性冬小麥品種，這些都是應對氣候變暖的適應性行為，有助于農作物總產的穩定和提高。
2. 3 加強農業氣候災害防控
針對氣候變化對農業旱澇及病蟲害等氣候災害的影響，開展農業氣候災害預測，建立農業災害監測與預警系統，特別是建立干旱、洪澇、低溫災害、重大植物病蟲害等防空減災體系，并建立農業災害保險機制等，同時開展研發生物農藥有效靶標技術，物理與生態調控技術以及化學防治技術等，有效規避農業氣候災害風險。
2. 4 加強農業基礎設施建設
加強農業基礎設施建設可以提高農作物抗旱，抗澇等能力，有利于增強應對氣候變化的適應能力和防御災害能力，如推廣膜下滴水等節水灌溉技術、地膜和秸稈覆蓋技術，可以提高地溫、減少土壤水分蒸發及增加土壤有機質。在干旱缺水山區興建一批蓄水塘庫，普及集雨設施與補灌技術，開展坡改梯和溝壩地農田基本建設等，提高農業領域應對氣候變化的物質基礎與適應能力。
3 農業領域在適應能力建設中存在的問題
3. 1 農業領域適應技術薄弱分散，尚未形成和建立適應技術清單和適應技術集成體系
農業領域適應氣候變化技術還處于發展的初步階段，各類技術分散于不同部門，其應用領域、影響范圍和成熟度均有不同，限制了適應氣候變化技術的發展，農業領域適應技術主要集中在農作物品種改良、農業氣候災害防控和基礎設施條件建設上，適應技術的自主研發能力較弱，適應技術之間相互聯系和依賴性相對較差，適應技術缺少典型區域示范，有效的適應技術薄弱，如在西北、高緯度和高海拔地區適應溫度升高的農業生產技術，目前仍在試驗中，尚未形成配套和示范規模[18]。部分適應技術措施可操作性不強，尚未形成和建立可操作性的適應技術清單和適應技術集成體系。
3. 2 農業領域適應技術評估方法中缺少對適應技術的成本效益分析
選擇適應技術和措施是存在風險和成本的，目前我國對氣候變化適應的農業技術尚停留在對現有可用技術的分析篩選，基于氣候變化影響的風險分析，采取有效性的針對適應技術措施以及對各可行農業適應技術的評估研究還很缺乏，對適應技術的表達方式和適應效果分析比較薄弱，目前對適應成本效益分析的全面評估仍然非常缺乏，應推進相關研究，以便為制定和實施適應對策提供科學依據。
3. 3 農業領域適應技術研發和推廣的資金和政策保障體制薄弱
適應氣候變化是一個系統工程，需要巨大的資金支持，特別是發展中國家，由于適應的基線較低，在適應行動中需要投入的資金更大[23]。目前我國農業領域尚未構建完善和成熟的適應技術推廣體系，尚無行業可操作性的適應技術清單，在技術研發和引進以及適應技術措施示范方面缺乏穩定的資金和政策保障。
3. 4 缺少對農業領域適應技術推廣的國家戰略規劃與國際合作
目前農業領域適應氣候變化的技術措施開發和應用水平很不平衡，理論研究較多，實踐信息不足。對適應技術研究的科學基礎薄弱，目前科學認識水平尚不足以滿足制訂科學的適應規劃的需要。因此，在采取應對氣候變化的適應行動中，缺少國家適應戰略規劃的指導，導致農業領域應對氣候變化適應行動分散、針對性不強。由于缺乏有效的國際合作制度，發達國家和發展中國家在適應問題上一直存在著很大的分歧和矛盾[23]，不能公平和及時掌握農業領域適應技術研究與創新的最新動態，導致在引進、吸收和轉化先進技術方面的國際合作基礎薄弱。
3. 5 對農業領域適應技術的公眾關注程度不高
雖然國內外對適應氣候變化作為應對氣候變化的主要途徑達成一致。但是氣候變化的適應問題卻沒有得到真正的重視，對如何提高公眾適應氣候變化的意識與管理水平，增強適應氣候變化的能力做得很少。當前中國農業以家庭為單位的分散經營為主，小規模的農業生產經營方式同農業現代化的矛盾突出，相關政策推行、技術普及成本高昂，可操作性難度大。因此，應進一步利用現代信息傳播技術，加強適應氣候變化的先進農業技術的普及、推廣及應用培訓，提高公眾對氣候變化影響認識的深刻性和行動的自覺性[23]。
4 未來農業領域適應技術措施發展對策
4. 1 加強氣候變化對農業領域影響的科學系統研究，減少不確定性，提升農業在全球氣候談判中地位
農業領域溫室氣體排放增長快、減排潛力大以及較高的生態脆弱性等決定了其在全球氣候談判中的地位隨著國際應對氣候變化努力的發展而日漸提升。農業在氣候談判中地位的變化對氣候談判產生了重大而深遠的影響[24]。然而由于氣候變化事實研究的不確定性，農業生產的不穩定性增加，產量波動加大[25]。因此，加強氣候變化對農業領域影響的科學系統研究，開展適應技術的成本效益分析，農業適應技術選擇與評價既要考慮區域之間的差異性，還要考慮區域內部的相對一致性和可操作性，減少農業生產的不確定性，進一步提升農業在全球氣候談判中地位。
4. 2 建立區域性和綜合性的農業適應技術清單和技術集成體系，并示范推廣
在充分收集和總結現有農業適應技術基礎上，根據不同區域氣候變化對農業領域的影響和響應特征，構建應對氣候變化的農業適應技術清單( 見表 1) ，并選擇典型區域進行示范，全面推廣成熟與無悔的農業適應技術。建立農業適應技術集成體系，對各種適應技術進行選擇、優化、配置，形成一個由適宜要素組成的、優勢互補的、匹配的有機體系，當前階段，我國適應氣候變化技術體系整合集成亟需開展的關鍵工作包括: 國家適應氣候變化技術體系構建與技術清單編制; 優選現有比較成熟的適應技術，吸收最 新適應技術研發成果，評估其綜合效益與適用范圍，構建中國適應氣候變化的基本理論與技術體系框架[26 - 27]。同時為避免人類無序適應活動所可能產能的不利影響，需開展相應的科學研究，并在此基礎上協調不同部門以形成有序適應，從而實現科學應對氣候變化，達到“有序適應、整體最優、長期受益”[28]。
4. 3 建立農業領域適應技術選擇的方法步驟
在建立應對氣候變化的農業適應技術清單與技術集成框架體系基礎上，選擇和分析農業適應技術應包括四個方法步驟[29]: 一是全面分析農業領域受氣候變化的影響及其脆弱性和敏感性; 二是正確表達農業領域應對氣候變化的響應和優先考慮選擇的適應技術和措施; 三是科學評估應對氣候變化的農業適應技術成本與效益; 四是有效選擇區域性農業適應技術并示范推廣應用。——論文作者：錢鳳魁1，2 王文濤2，3 劉燕華2，4
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