气候变化的利弊
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气候变化的利弊范文第1篇
【关键词】降水变化；冬小麦；影响分析；建议
0.引言
冬小麦产量的变化主要受降水、温度、光照等气象要素的影响，其中，以降水尤为明显。冬小麦全生育期对降水量的需求不尽相同，拔节—抽穗期和抽穗—乳熟期是冬小麦需水最大的时期，降水对产量的影响也最大。农业作为对气候反应较为敏感的产业之一，气候变化对其存在着非常明显的影响[1]，随着气候变化的日趋发展，导致我国降水时空分布不均，降水强度增强，农业气象灾害危害加重，对农业生产可持续发展构成严重威胁，谢云[2]通过定义敏感指数和气候影响程度指数，探讨了我国粮食生产对气候资源波动响应的敏感性，以及气候的影响程度。农业对气候变化最为敏感，气候变化必然对农作物生长发育和产量产生影响，各地农作物对气候变化的响应有共性也有个性[3]。
气候变化影响农业生产的因子很多，气温、降水量、日照时数是其主要的因子，利用降水量变化对小麦生产的影响分析，提出建议，为各级政府决策、科学种田提供依据。
1.数据来源和研究方法
1.1数据来源与统计整理
1970～2010年社旗县小麦播种面积和产量由县统计局提供，农作物受灾情况数据由县救灾办提供，气象资料由县气象局提供，数据统计整理用计算机处理，小麦生长期10～5月标准划分。
1.2研究方法
采用五年滑动平均、线性拟合、回归、相关、相似等数理统计学和模糊数学方法，分析社旗县气候变暖趋势、积温与主要农作物产量关系、气候变暖给全县农作物生产带来的利弊。在Excel软件支持下， 利用二阶多项式将主要农作物产量和积温分离成社会量和气候量进行研究，将积温数据与主要农作物产量值进行标准化处理，使其能够将不同因素的结果显示在同一图表中，不影响数据的原始性[4]。
对1970～2010年社旗县积温数据与主要农作物产量数据进行数据无量纲化处理，以数据的最大值和最小值的差距进行数学计算，计算公式如下：
Yi = （1）
式中：Yi为数据的标准分数，Xi为数据的值， Xmax为全部数据中的最大值，Xmin为全部数据中的最小值。
2.降水变化对冬小麦的影响分析
全县小麦生产从1970～2010年平均播种面积是100万亩，近10年全县小麦播种面积增加，约占粮食生产平均播种面积的63%。
小麦产量对降水量的响应关系。
刘伟昌等[5]研究的河南省冬小麦分旬耗水量结果显示，河南省冬小麦生长期共需要耗降水量约370mm，该指标大于同期全省平均降水量；社旗县小麦生长期平均降水量为210.9mm，最少年份仅100.8mm（出现在1971年），约比全省平均降水量少100.0mm，正常年份抗旱浇麦也是社旗县小麦生长期的重要工作，因此社旗县有“十年九旱”之说。
社旗县近40年小麦生长期降水量呈波动上升趋势（图略），变化倾向率2.8mm/10年，约占全县年平均降水量上升的14%，虽然全县平均降水量有所上升，但上升幅度小，满足不了全县小麦生长期对降水的需要，随着气候变化强降水概率增加、降水时空分布不均，使涝的季节更涝，旱的季节更旱[6]，整体社旗县降水量上升小麦产量增加，二者呈正相关关系。
适时的降水量对小麦生产有很大的促进作用。小麦从播种出苗返青拔节孕穗灌浆等各时期需要的水分不同，后期（3～5月）所需水分是前期（10～次年2月）的近3倍[7]。降水量的强弱、多少直接影响小麦的产量，社旗县1984年和2002年全县小麦减产明显，这两年降水量同时也明显偏少，从小麦生产的角度上说，全县及时掌握和适应气候变化的发生发展，解决好抗旱浇麦的预防措施，是其稳产高产的前提之一。随着气候变化社旗县降水量增加，对全县小麦产量利大于弊。
社旗县从2004～2012年连续9年小麦总产量突破历史水平，其中8年出现小麦生长期降水量偏少，并不是说全县小麦生长与降水量有负相关关系，而是小麦播种面积增加与小麦总产量的提高关系密切，表明各级政府和科学种田的措施得力，全县抵御干旱的能力得到进一步提高，如2010年10月～2011年1月，四个月社旗县降水量仅有1.9 mm，是社旗县气象部门有气象记录以来最严重的特大干旱，由于预报及时、准确，采取预防措施正确，当年全县小麦获丰收，也加大了人力、物力、财力的消耗，小麦生产成本明显增加。
3.结论
（1）1970～2010年，社旗县降水量上升小麦产量增加，二者呈正相关关系，对全县小麦产量利大于弊，但上升幅度小，满足不了全县小麦生长期对水分的需求，抗旱浇麦是全县小麦生长期的重要工作。
（2）社旗县冬小麦生育期降水量的变化是影响冬小麦产量的主要因素。通过对冬小麦产量与降水多少的对比分析发现：4月份（拔节—抽穗）降水量的多少对冬小麦产量影响很大，降水量与小麦产量呈正相关，在适宜的范围内，降水量偏多的年份为增产年，降水量偏少的年份为减产年。
（3）在冬小麦全生育期，社旗县多年平均降水量小于冬小麦生育期需水量；在春季降水异常的年份中，降水量偏少比降水量偏多对冬小麦减产影响明显；在冬小麦生育后期，降水因素（降水量与降水日数）是影响冬小麦产量的主要因素。
（4）生产建议。
努力提高气候变化趋势预测能力，健全天气预报预测预警系统进一步提高天气预报准确率、完善农田水利设施、及时培育优良品种、规范化种田技术、科普宣传教育等措施。 [科]
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气候变化的利弊范文第2篇
关键词：气候变化；粮食生产；影响与适应；敏感性；脆弱性；暴露度；恢复力
中图分类号 X196；F062.2 文献标识码 A 文章编号 1002-2104（2014）05-0025-06
一般认为，敏感性是指气候变化对系统的正负两方面影响程度，影响可以是直接的，也可以是间接的；脆弱性是指系统易于遭受气候变化（包括与气候变率和长期气候变化有关的极端事件）不利影响的程度及其恢复能力，它随着系统所受到的气候变化的特征、幅度、快慢以及系统的敏感性和适应能力而改变，是系统对气候变化的敏感性和适应能力的综合体现[1]。粮食生产系统对气候变化的敏感性即粮食种植制度和布局、产量和品质等对气候情景的响应程度。在相同的气候情境下，响应的程度越大则敏感性越高。粮食生产系统对气候变化的脆弱性是指粮食生产容易受到气候变化的不利影响，且无法应付不利影响的程度水平，关注的是可能受到威胁和侵害的结果而非原因。由于中国幅员辽阔，气候差异显著，粮食生产系统对气候变化敏感性区域特征复杂而明显[2]。
需要特别注意的是，农业种植和养殖在长期栽培和驯化过程中对气候变化的适应能力远远低于野生动植物，农作物和家畜家禽对气候要素变化更为敏感[3]。IPCC 第五次评估报告不仅进一步明确了人类活动对气候变化的影响，也更清晰地表述了气候变化对经济社会发展的影响[1]。种植业是气候变化最敏感的领域之一，气候变化引起了作物生育期、耕作制度等的改变，灾害发生频率和强度更加严重，给全球粮食生产系统和粮食安全带来风险和压力。保证农业可持续发展和粮食安全是应对气候变化的重要目标之一。
1 粮食生产系统对气候变化的响应
大量观测资料及研究成果表明，气候变化已经对作物生长发育、种植制度和产量品质都产生了不同程度的影响，利弊并存，但负面影响更多[4-6]。区域变暖延长了作物适宜生长季，温度升高加快了作物发育速度， 缩短了实际生育期，大部分作物表现为全生育期缩短[6-7]。30%的农业气象站点观测到整个生育期（播种到成熟）和营养生长阶段（播种到抽穗）呈缩短趋势，水稻的移栽、抽穗和成熟期总体提前，随着温度升高，许多作物的种植界线向高纬度和高海拔移动[8-10]
作物产量已经对气候变化显示出较强的响应。1980年代以来的气候变暖对东北地区粮食总产增加有明显的促进作用，但是对华北、西北和西南地区的粮食总产增加有一定抑制作用 [11-12]。由于生长季内积温增加，促进了作物产量提高[12]。1951-2002年间全国粮食总产量每10年大约增长3.2×105 t，其中小麦、玉米表现出对气候变化的响应更显著[13-14]。但是雨养农业比灌溉农业更易于遭受极端事件的影响，并且水分供应难于与热量资源匹配，限制了增产潜力的实现[7]。气候变化通过生物胁迫和非生物胁迫，给作物品质带来一定的负面影响，包括改变碳含量和养分摄入量。CO2浓度增高，谷物蛋白质含量呈下降趋势，其中小麦、水稻等降低10%-14%，大豆降低1-5%。与氮含量相同，矿物质含量也有相应程度的降低。极端气温和CO2的协同增加了水稻垩白度，降低水稻加工品质[14-15]。
气象灾害与病虫害也呈现出新的变化。全国每年由于气象灾害造成的农业直接经济损失达1 000 多亿元，约占国民生产总值的 3%-6%[16]。影响中国农业经济的最为严重的是干旱，其次是涝渍。2000-2007年间，每年干旱和洪涝的共同作用会使收获产量损失相当于5万hm2的播种面积。气候变暖对越冬病虫害有利，病虫害侵扰的耕种面积大约由1970年的100万hm2增加到2005年的345万hm2，每年因病虫害造成的粮食减产幅度约占同期粮食产量的9%[5，15]。
2 粮食生产系统对气候变化的敏感性分析
2.1 作物布局与生长季
气候变暖将延长作物的适宜生长季，缩短作物的实际生育期。如果气温增高l℃，水稻生育期日数平均缩短7-8 d，冬小麦平均缩短17 d左右，玉米平均缩短7 d左右，但地区之间存在差异。如果气温增高2℃，水稻生育期日数平均缩短 14-15 d，小麦平均缩短 34 d[16-17]。随气温升高，主要作物品种布局也将发生变化。比较耐高温的水稻品种将在南方占主导地位，还将逐渐向北方稻区发展；华北强冬性冬小麦品种，将被半冬性或弱春性的冬小麦品种取代；东北地区玉米的早熟品种逐渐被中、晚熟品种取代[3]。气候变化将使西北地区复种指数继续增加，复种作物适宜区海拔高度将升高 200 m 左右，复种面积将扩大 4-5 倍[18]。到2050年作物三熟制的北界北移500 km，从长江流域移至黄河流域，目前大部分两熟制地区将被三熟制地区所取代，而两熟制地区将北移至目前一熟制地区的中部[9，19]。在仅考虑热量条件的基础上，假设品种和生产水平不变，2050年一熟制区的面积将由现在的 62.3%缩小到 39.2%，三熟制区的面积将由目前的 13.5%扩大到 35.9%，二熟制区的面积基本保持不变 [19]。
2.2 作物产量与品质
作物产量和品质是反映粮食生产系统质量的核心指标。虽然气候对作物产量的影响存在不确定性，但可以肯定的是，气候变化影响作物产量稳定的风险在增加，并且随着时间的推移，这种威胁将继续扩大[15]。产量对气候变化的敏感性分析依据方式、情景和作物等的不同而不同。王馥棠在三种平衡GCM模式（GFDL， MPI和UKMO-H）产生的2050年气候变化情景的基础上，利用改进的三种作物模型（ORIZA1水稻模型，CERES-wheat和CERES-maize模型） 模拟出了作物产量的变化范围[19]（见表1）。除春玉米存在轻微增产的可能，其他作物均呈现不同幅度的减产，雨养春小麦下降幅度最大，对气候变化的敏感性最强。
温度升高及昼夜温差缩小不利于作物品质形成，大气中CO2 浓度增高也对品质造成负面影响。二者的交互作用对不同作物品质的影响尽管不同，但负面影响居多，并直接影响营养品质。比如大气中CO2浓度增加，冬小麦、水稻和玉米品质均有所下降[22-23]。CO2浓度倍增环境下，冬小麦籽粒粗淀粉含量增加2.2%，而蛋白质和赖氨酸含量却分别下降12.8%和4%；玉米籽粒氨基酸、直链淀粉、粗蛋白、粗纤维和总糖含量均呈下降趋势；大豆籽粒粗蛋白含量下降0.83%。在温度和CO2浓度均增加的环境中水稻籽粒蛋白含量降低，高CO2浓度使稻米的垩白率、垩白度极显著提高，整精米率极显著下降，蛋白质和氨基酸含量明显下降[24-25]。
2.3 极端天气事件和病虫草害
未来北方大部分地区将持续暖干化，短期内干旱强化的趋势不会根本缓解。亚热带地区将面临高温、热害和伏旱的不利影响。同时极端天气事件出现的频率将有所增加。CO2的影响不仅与C3、C4类型有关，还与作物品种有关。同样在CO2 浓度增高200 ppm试验中，不同品种水稻产量增加幅度在3%-36% 之间[25]。FACE研究还表明，CO2的影响还因温度、水分和养分供应情况的不同而不同。大气中CO2与O3、温度、土壤水分、光照等环境因子的协同影响也非常重要，作物的病虫害地理范围将向高纬度地区延伸，病虫害发生频度和危害程度将更为频繁和严重[26-27]，温度升高还将造成杂草蔓延[15]。在气候变化的大背景下，气象灾害和病虫害现象的加剧，增加了粮食生产系统对气候变化的脆弱性，导致了粮食生产系统的不稳定性增加，同时需要增加杀虫剂的使用，提高了粮食生产的经济成本和环境成本[15]。
3 粮食生产系统对气候变化的脆弱性和风险分析
脆弱性指系统易于遭受气候变化不利影响的程度及其恢复能力，是敏感性和适应能力的综合体现。讨论脆弱性至少需要关注四个方面，即敏感性、暴露度、恢复力和适应。敏感性多是系统本身特性所决定的，与恢复力含义相近，但恢复力强调影响后的反应；暴露度既涉及系统本身也与外界因素相关；适应能力则更强调外界干预。
由于中国气候类型多样，农业具有较强的区域性特征，与自然生态、地理环境密切相关，对气候变化的反应不同，但均表现出较强的敏感性[28-29]。农业生产系统具有相当高的复杂性，对环境要求表现在综合性和系统性上。比如东北地区并不是单单因为热量资源的改善，就可以带来作物产量的明显增加。其中水分供应以及水热匹配至关重要，只用综合条件满足需求，才可以实现最大产量潜力[7]。一般而言雨养农业的暴露度明显高于灌溉农业，中国目前灌溉农业约占三分之一，大部处于雨养阶段，这也是受干旱、洪涝等极端事件影响损失严重的主要原因[30-31]。总体上粮食生产系统对温度、降水等指标的均态变化响应幅度较小，适应能力较强；但是对极端事件的响应和适应程度不一样，事实上也非常复杂[32]。未来粮食生产系统的脆弱性主要是面对极端事件的影响，特别是在减小暴露度和提高适应能力两个方面。减小暴露度的压力也越来越大，不仅源于保证耕地面积数量的需要，还由于提高耕地质量的需要。所以适应能力建设需要不断完善，不断加强，对气候变化而言，粮食生产系统的适应能力建设没有完成时，只有进行时。
受到气候变化特别是极端事件冲击之后，系统本身的承受力、抵抗力以及应急措施是恢复力的直接表现。目前大多作物生产的恢复力不强，既与作物生产系统内部要素有关，也与人为调控能力有关。作物生产上可以从作物品种本身和环境条件两方面着手加以改进，把作物抗逆性选择、田间管理措施改进包括到应急对策中，也是提高适应能力的措施和手段。
4 降低粮食生产系统对气候变化脆弱性的建议
4.1 加强对敏感性的评估能力建设
科学准确地评价粮食生产系统对气候变化的敏感性是有效应对气候变化的前提条件，对于制定合理有效的应对策略具有重要意义。IPCC第四次评估报告以来，敏感性和脆弱性问题越来越引起广泛关注，尝试利用指标、模拟等不同方法和手段开展研究，或者利用农业统计产量定量反应 [29-32]。然而，目前还没有统一的研究方法和指标对敏感性和脆弱性进行评估。一方面由于粮食生产系统的复杂性，另一方面气候变化又是渐进的，而其引发和强化了的极端事件又缺乏内在的规律性，气候情景以及社会经济情景存在不确定性，加之研究方法和手段还不够完善，案例研究和评价模式都不够充分。因此，要完善和改进各类评估指标体系和模型，创新和发展评估方法和工具，结合实地观测和案例研究，科学评估气候变化的影响与敏感性，识别和降低研究中的不确定性。开展作物品种抗逆性、生长发育、光合效率、产品形成与品质特性，作物种植制度和布局，农业灾害、病虫害等科学问题研究，提高人类对气候系统及其变化的认识，提高气候变化影响及相应领域敏感性的认识。
4.2 加强粮食生产系统适应能力
对于粮食生产系统而言，加强适应能力建设是紧迫的、急需的要求，是减小脆弱性的有效措施。适应能力的增强，客观上减小了农业系统的暴露度，增加其恢复力。适应可以在多个层面上进行[33]：一是对已有的农田基础设施进行改造，增强对气象灾害的防御能力；加强对天气气候及农业灾害的监测、预测和响应能力建设，做好防范措施， 最大限度降低自然灾害和气象灾害的脆弱性[34]。二是通过调整农业生产结构，有计划地选用抗旱涝、抗高低温和抗病虫害等抗逆品种和新品种。充分利用气候变化带来的热量资源增加、复种指数增加等优势，避免干旱、高温热害等气候变化带来的不利因素，进而改进作物布局，科学合理确定种植制度。对于原有种植作物，也要针对气候变暖现象，适当调整播种期。三是发展节水农业，加强推广旱作农业技术。改造老化农业灌排工程设施，采用新的排灌措施，灌溉系统和方式，推行畦灌、喷灌、滴灌和管道灌等灌溉技术，高效利用灌溉水。四是综合多学科的理论方法，加强粮食生产系统和其它系统及领域的交互影响的辨析与识别，开展农业及相关科学问题的试验研究，进一步开展粮食生产系统与气候变化有关的影响和适应研究，包括各生产要素以及加工、分配、零售和消费模式等非生产但同样重要要素的气候影响和适应[7]。
4.3 加强自然和社会系统体系和功能建设
粮食生产是第一产业，与社会经济系统关系密切，更与自然生态系统紧密相连。自然生态环境的改善有利于粮食生产条件的改善，从而降低粮食生产系统对气候变化的暴露度，增强恢复力，有利于粮食生产系统的可持续发展[35]。一是加强粮食生产高新技术和适用技术的推广，加快科技创新和技术引进步伐，在单一技术发展的同时，建立和完善适应技术体系的集成创新机制[34]，使适应气候变化不同主体的资源、技术、能力等得到优化配置，使各种单项和分散的相关技术成果得到集成，降低农业对气候变化的脆弱性。二是通过立法、行政、财政税收等方式，积极推进农业保险，探索农业政策保险与商业保险相结合的风险分担机制，加大社会宣传和领导，采取政策激励措施等，创造良好的社会保障机制和反馈机制[33]。三是通过调整经济结构、提高能源效率、开发利用水电和其他可再生能源、大力开展植树造林等措施，减少粮食生产系统温室气体排放源，增加粮食生产系统固碳减排能力，提高其碳汇库容潜力，维护良好的生态环境。在应对病虫害和杂草害时，充分考虑生态、环境的保护和维护，使用高效低毒无污染的新型农药，开展生物防治，发挥自然天敌对病虫害的调控作用。
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气候变化的利弊范文第3篇
关键词：气候变化；红枣；产量；Mann-Kendall检验法；清涧县
中图分类号 S66 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）24-0022-05
Analysis of the Impact of Climate Change on the Yield of Jujube in Qingjian
Li Mi1 et al.
（1College of Geography and Environment，Shandong Normal University，Jinan 250014，China）
Abstract：This paper used temperature and precipitation data in Qingjian during 1971―2015 to deal with the climatic factors affecting red-jujube yield based on the method of Mann-Kendall test，anomaly and accumulative anomaly. The results shows that：Per unit area yield of jujube had climate change in 1998 and 2006. The temperature of spring and summer rose in 1998，and the temperature of spring and summer had great influence on the per unit area yield of red jujube in Qingjian and increased its yield. Spring and summer precipitation had changed in 1998 with a significant downward trend，spring and summer precipitation was the key factor affecting per unit area yield of red jujube in Qingjian and the yield of jujube was negatively correlated with the precipitation.
Key words：Climate change；Red-jujube；Yield；Mann-Kendall method；Qingjian City
目前，气候变化问题已成为全球的热点问题，随着全球气候变暖的日益明显及各种极端天气的频繁发生，将会给农作物的品质与产量带来极大的影响。随着我国农业产业结构的进一步调整，清涧县政府已经把发展红枣作为发展农村经济、增加农民收入的支柱产业，现清涧县已成为陕西省红枣的主要产区。气候变化不仅是影响现今和未来国际局势以及人类发展的重要因素，而且不同地区的气候变化对作物产量影响较大[1-2]。目前，在气候变化的相关研究中，尺度较集中于较大区域[3-5]，多使用Mann-Kendall突变检验法、Pettitt法[6]、指数平滑法[7]或建立相对应模型[8-9]等来分析气候变化趋势。对于气候影响因子，采用气温、降水量、日照和作物物候期[10-12]的研究最多，也有少数学者选取肥料[13]等为影响因素。本文拟选取1971―2015年陕西省清涧县气温、降水量及红枣产量数据，运用距平、累计距平法及Mann-Kendall突变检验法对红枣产量变化趋势及突变点进行分析，研究清涧县45年来温度与降水量变化特征及其对红枣产量的影响。清涧县以其丰富的红枣资源建立起以红枣为支柱的产业模式，但红枣的产量和质量有较大的年度变动，因此研究清涧地区气候变化对清涧县红枣产业未来规划发展及如何实施具有实际意义[14]。
1 研究区概况
清涧县位于榆林市南端，黄河沿岸中游地区，无定河下游，与延川、绥德和子洲等县接壤，国道、神延铁路也从此穿过，清涧县因其得天独厚的地理位置，成为了陕西省红枣的主要产区。至2010年底，该县总人口22万人，总土地面积为1 881km2。就红枣种植面积而言，清涧县是陕西最大的红枣产业基地，至2013年，全县枣林面积达6×104hm2，盛果林3.33×104hm2，中幼林2.67×104hm2。2008年，清涧红枣被认定为国家地理标志产品并列入其保护行列，2009年被陕西省农业厅认定为红枣产业示范县，“十二五”期间出台的《关于大力推进红枣产业化进程的决定》中提出要将清涧县建立为“中国西部红枣第一县”，红枣产业已成为清涧县的支柱产业[15]。
2 研究方法与数据来源
2.1 研究方法 距平即某一时刻t的数据与秩序数列平均值的差值。累积距平法可用曲线直接判别变化趋势，是一种常用的直观的方法，多应用于气候序列趋势变化的检验。算出时间序列上的全部累积距平值后，下一步绘出累积距平曲值线，进而作趋势分析。在气象学、气候学中，国内外学者经常用M-K算法来对气温和降雨进行突变检验。Mann-Kendall检验法[16-17]是一种非参数统计检验方法，其优点在于样本不需要假设随机变量的分布，即样本不需要遵从一定的分布规律，也不受个别特殊值的干扰[18]。Mann-Kendall检验法如下：
[UFkSk-E（Sk）Var（Sk），（K=1，2，3…n）]
式中，UFi为标准正态分布，即按时间序列x顺序（x1，x2，…，xn）计算出统计量序列后，确定显著性水平μ，再查正态分布表中的临界值Uμ，若UFi>Uμ，处于显著性水平临界值内，则接受原假设，即表明序列存在明显的变化趋势；若UFi
其中，[SkikRi （K=1，2，3…n）]对于Rj，当xj在j时刻数值大于i时刻时，Rj累计加1，以此循环累加构成序列Rj，秩序数列Sk是Rj的累计值。
[ESk=nn-14]
[VarSk=nn-12n+572]
式中：UF1=0，E（Sk）、Var（Sk）分别是Sk的均值和方差。
用M-K检验进行突变检验时，还需求出UBk。若UFk或UBk的值>0，表明序列样本有上升的趋势，反之，序列具备下降趋势。当UFk或UBk超出显著性检验值的范围时，表明上升或下降趋势显著。当越过Uα范围时即可确定为出现突变的时间区域。UFk和UBk两条曲线相交的交点为所求的突变时间点，并且如果交点在显著性检验线之内，则该点就是突变开始的时刻。
2.2 数据来源 红枣为典型的喜光树种，光照充足则枣果产量高、品质佳，一般枣树生长期内日照时数在1 700h以上较为适宜[]。由于清涧县的光照时长没有较大的年变化，因此本文中的气候因子至考虑气温和降水的变化。气象数据来源于中国气象站网站，红枣实际年产量数据来源于清涧县农业局。研究中将每年12个月的月平均温度的均值作为该年的平均温度，将每年春季（3―5月）、夏季（6―8月）、秋季（9―11月）和冬季（12至次年2月）月均温的平均值作为季平均温度；将每年12个月的月降水量的累加值作为该年的年累计降水量，将每年春季（3―5月）、夏季（6―8月）、秋季（9―11月）和冬季（12至次年2月）月均降水的平均值作为季降水量。运用Excel软件对数据进行预处理和计算。
3 结果与分析
3.1 气温变化分析
3.1.1 气温变化趋势分析 1971―2015年清涧县春季气温于1997年左右发生突变，趋势由下降转变为上升；夏季均温于1998和2006年左右发生突变，气温变化趋势分别为上升和下降；1986和1997年左右的秋季气温均发生了由下降转变为上升突变；冬季气温在1986年左右发生突变，变化趋势为由下降至上升。
3.1.2 Mann-Kendall突变检验分析 本次突变检验采用显著性水平μ=0.05，即临界值μ0.05=±1.96的显著性水平。图中，UFk为顺序统计量序列，UBk逆序统计量序列，当UFk>μ0.05=±1.96时认为其气温变化趋势显著，当UFk>0时认为气温呈上升趋势，当UFk1.96，中UF1983=1.054，在秋季众突变点种绝对值最大，即1983左右秋季气温的突变在研究序列内最为显著，变化趋势为上升。期间气温波动剧烈，但整体呈上升趋势（图1C）。冬季气温变化在1987和2013年两年发生突变，整体来看，冬季气温大多呈现上升趋势。UF1999=2.213>1.96，说明1999―2010年间气温上升明显（图1D）。
3.2 降水量变化分析
3.2.1 降水量趋势变化分析 1971―2015年清涧县春季降水量有1992、1998和2006年3个突变点，1992年和1998年降水量的突变表现为由多至少，而2006年为由少至多的突变；夏季降水量在1998和2010年左右发生了突变，1998年的突变为降水量由多至少，2010年为由少至多；秋季降水量于1986和2000年发生突变，1986年为由多至少的突变，2000年降水量由少至多变化；冬季降水量整体变化较复杂，分别有1979、1988、1991和2002年4个突变点，1979年降水量由多至少变化，1988年为由少至多，1991年降水量复呈减少趋势，2002年降水量突变为由少至多。
3.2.2 Mann-Kendall突变检验分析 本次突变检验采用显著性水平μ=0.05，即临界值μ0.05=±1.96的显著性水平。UFk为顺序统计量序列，UBk逆序统计量序列，当UFk>μ0.05=±1.96时认为其降水量变化趋势显著，当UFk>0时认为降水量呈增多趋势，当UFk
3.3 气候变化对清涧县红枣生产的影响分析 春季为红枣的发芽展叶期，夏季为红枣的萌芽期和开花期。红枣属于喜温果树，在发芽展叶期和开花期需要一定的温度，因此当温度升高时利于红枣的生产。而在开花期，红枣树需要一定的空气湿度，若太为干旱不利于夜的成长，但当降水量过大时，易使枣树花受损而影响传粉授粉，枣锈病等系列疾病也易在降雨多时滋生，进而造成红枣减产[12，]。理论上说，温度和降水量是影响红枣单产量的影响因子。
由图3可知，清涧县红枣产量整体变化趋势较为稳定，整体呈增加趋势。在2006年前单产量基本低于平均水平，仅时间序列初始的1972年附近及1998年附近距平值大于0，即该年份单产量高于平均水平，因此可认为1998年左右红枣单产发生突变，趋势为增加（图3A）。在2006年前红枣单产量的累积距平值较小，从2006年后显著上升（图3B），且UF2006与UB2006相交，UF2006=0.805，即该年发生突变，趋势较之前增加更显著（图3C）。
在1997年左右的春季和1998年左右的夏季，清涧县气温发生了突变，趋势为上升；2006年春季和夏季气温均发生突变，趋势同为上升。在1998年，清涧县春、夏季降水量也发生突变，趋势变化表现为下降。且由上文可知，清涧县红枣单产量也分别于1998年和2006年附近变化显著。可见，温度和降水量是影响红枣产量的影响因子。
图3 1971―2015年清涧县红枣单产量距平（A）、累积距平（B）和Mann-Kendall突变检验（C）
4 结论与讨论
（1）在1971―2015年，清涧县春、夏季平均气温均在1998年左右有一个呈上升趋势显著的突变点；清涧县的春季和夏季降水量于1998年左右发生突变，趋势为下降。在此期间，清涧县红枣产量呈增加趋势，其中1998和2006年分别发生了突变，表现为较之前增加趋势更为显著，自2006年后增速迅猛。
（2）气温和降水量是影响清涧县红枣产量的关键因子。同一年春季和夏季气温显著变暖使清涧县红枣产量随之增大；当春季夏季降水量发生显著突变时会对红枣产量造成影响，表现为降水量显著下降时，红枣产量随之增加。
（3）气候变化对红枣质量与产量的影响利弊均有，只有合理地利用气候变化，趋利避害，进一步优化红枣产业结构，才能将气候变化对红枣产量的影响降到最低，从而增加农民的经济收入。另外，本文仅从气候角度来研究影响清涧县红枣产量的变化因素，而对于其他影响因子并不全面。因此，今后在研究气候变化造成的影响时，应选择多种方法共同检验，使其更加全面准确。且在研究对林果业作物产量的影响时，应细化到作物的休眠期、发芽期、花期等，从而得到更准确的结果。
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气候变化的利弊范文第4篇
关键词：气候合作；趋利避害；《京都议定书》
中图分类号：X2 文献标识码： A文章编号：1671-1297（2008）11-014-02
前言
气候问题已经成为全球性的问题，这一问题如果不认真面对并加以解决，会带来灾难性后果。温室气体排放导致全球变暖，海平面上升，许多低地将被淹没，各地区极端天气将比现在更加频繁。所以，各国都有义务担负起相应责任以应付这一严重的全球性问题。
一、美国与世界各国对气候问题的态度
美国作为世界惟一超级大国，在维护其全球战略利益方面不遗余力，防止核扩散，维护区域安全稳定，推行其经济战略，打开海外市场，美国政府始终站在国际社会的最前沿。不过在国际气候合作问题上，更多的是采用一种不合作的态度，甚至扮演着绊脚石的角色。1997年12月，在日本京都召开的联合国气候大会通过《京都议定书》规定，在2008年至2012年期间，发达国家的温室气体排放量要在1990年的基础上平均削减5.2%，其中美国削减7%，欧盟8%，日本6%。对于这一协定，欧盟、日本明确表示支持，而美国则明确反对。2001年，美国总统布什表示，拒绝在《京都议定书》上签字是他“坚持原则”的表现，他不想取悦每一个人，他只是做他认为对的事情。《京都议定书》只要有55个国家签字就能生效，随着欧盟、日本、俄罗斯、中国等国相继签字，《京都议定书》终于在2006年正式生效。由于该协定规定到了2012年各国执行的责任，随着2008年的到来，各国必须准备计划2012年以后各国温室气体排放目标。因此，有必要就这一议题制定相应的时间表，同时未来行动的原则需最后确定。2007年12月中旬，联合国气候变化大会在巴厘岛召开，12月15日产生了“巴厘岛路线图”，决定在2009年前就应对气候变化问题的新安排举行谈判。美国对气候问题的态度是非常消极的。
在我们分析美国在国际气候合作的态度时，我们可以看见明显的趋利避害的倾向。趋利避害：趋向有利的一面，避开不利的一面。在国际关系中，趋利避害表现得非常明显。小国弱国服从大国，不只是畏惧大国的强大，而最重要的是小国能获得大国的帮助和支持。大国在处理国际事务中，为了维护其国家利益和全球战略的完整性，维护其在国际社会中的主导权，都会采取趋利避害的原则。
二、美国与世界各国在气候问题协议中的利害关系
美国对于国际气候合作，对其利弊有充分的认识。国际气候合作，其主要内容就是各方在限制温室气体排放方面达成某种协议，根据共同但有区别的责任原则，发达国家应当率先采取行动，来对付气候变化及其不利影响。因为目前的温室气体最早可以从西方工业化时代算起，而发展中国家则本身还面临艰难的发展任务，“减贫”与促进经济社会发展仍是发展中国家“首要和压倒一切”的问题。所以发达国家理应承担起限制温室气体排放的主要任务。不过限制温室气体的排放，必然会付出巨大的经济成本，很可能抑制经济增长，对美国尤其如此。美国看到，参与国际气候合作是一把双刃剑，有利有弊。
首先看有利的一面，美国自然知道，美国的积极参与必然会促进国际气候合作的进程，《京都议定书》的命运也不会如此坎坷，恐怕2012年后的行动框架已经在积极地制定中。同时，这也明显有利于美国对未来国际气候合作主导权的掌握，作为温室气体的最大排放国，美国的积极参与对其他国家的鼓励将会是明显的。更重要的是，如果把眼光放远一点，国际气候合作的成功，将使温室气体排放受到控制，人类的生产、生活方式将发生根本变化，全球变暖受到遏制，这将给人类带来光明的未来。
而如果不参与气候合作的行动，或者按照美国的方式来进行气候合作，这会给美国带来一些负面效应。美国在气候合作中的发言权以及国际形象会受到损害。美国可能会因为不作为而被视为不负责任国家。同时，这也不可避免地与欧盟、日本发生分歧，影响到双方的关系。再就是发展中国家明显不会屈从美国的压力，而会进一步指责美国的逃避责任行为，这不利于国际气候合作的进程。但是，这并没有影响到美国在面对其它国际事务时谋求主导权和领导权的努力，美国的威信并没有受到影响。
原因在于：第一、美国在气候问题上反对的是减排的方式，而不是目的。这种只是处理事务的差异使得美国与其他各方的矛盾并未到剑拔弩张的境地。美国总统布什多次声称，美国之所以不愿签署《京都议定书》，有一个重要原因是在减排范围中，不包括发展中国家，这不符合普遍原则。这一理由自然会引起发展中国家的强烈反对，但对欧盟、日本这些传统盟友则能引起共鸣。
第二、美国与欧洲的传统盟友在很多方面都有合作。虽然近来双方龃龉不断，但是双方的关系并没有出现大的波动，而是在伊战后，出现了平稳合作的态势，美国与欧洲相对于气候合作，在其他方面有比之大得多的共同利益，美国和欧盟都不愿意因为在气候合作方面的分歧而影响到大的双方关系。
而从另外一个方面讲，美国目前对于其气候合作的消极态度，不光只有坏处。2001年，新上台的布什政府拒绝签署《京都议定书》，退出了在联合国框架内应对气候变暖的行动。与此同时，美国政府持续否认“人类活动导致气候变暖”的论点。对于美国来说，态度的消极，甚至成为合作的障碍，很大程度上符合美国的利益：
第一、在气候合作方面，由于各种困难和障碍注定国际气候合作的进程不会是一帆风顺。欧盟自身的能力可能无法解决好面临的种种问题，最后还要依靠美国的帮助。美国看到，随着全球气候变暖的加剧，国际气候合作必将成为各国政府最为关注的生存问题。围绕着气候合作将产生一个巨大的政治、经济市场，而美国似乎并没有做好相应的准备。尤其是经济方面，在温室气体排放控制的科技研发方面，已落后欧洲，特别是德国的企业。所以，美国目前的“另类”也可看作是争取时间之举，给国内的企业争取时间，为将来美国争夺国际气候合作中的政治、经济市场做好准备。
第二、美国是当今世界能源消费和二氧化碳排放大国，1998年一次能源消费量约占全球一次能源消费总量的22.8%。美国二氧化碳排放量1998年比1990年上升11.5%。因此对于美国来说，要实现《京都议定书》规定的2008―2012年温室气体排放量比1990年下降7%的目标，无论如何都是一个巨大的挑战，现有的市场经济机制根本不可能自动完成这个任务，需要强有力的政策干预，也可能会带来巨大的经济成本。同时，动荡不定的美国经济形势和所谓的加州能源危机，也给布什政府找到了很好的托词。布什总统宣称，过多的保护环境规定很可能抑制经济增长，尤其是要求电力企业减少二氧化碳排放，势必会加剧发电厂的能源消费由煤炭转到天然气，造成电价明显上升，从而危及经济发展和能源供应。可以说，布什总统拒绝履行《京都议定书》有关减排义务，是让位于绝对优先的促进美国经济发展、克服次贷危机和解决能源危机问题，因为气候变化问题已经成为解决经济问题的障碍，因而不符合美国的国家利益。
结语
所以，两利相权取其重，两害相衡趋其轻。美国看到，不参加气候合作与参加，前者的负面影响要小于后者。虽说美国的不合作态度会影响到它的国际形象，也会影响到美国与欧盟的关系，但是这种负面影响可以从其它方面来弥补。而限排温室气体对经济的影响则是直接的，加上美国经济受次贷危机的影响，增长疲软，美国会为此付出巨大的经济代价。因此，美国更乐意选择负面影响小的。从另一方面讲，不合作带来的收益要明显大于合作带来的收益，至少目前如此。美国当然看到气候合作是必然趋势，但是美国并没有做好准备，而是让欧盟捷足先登了。欧盟在技术、政策等层面已经领先美国。因此，美国目前不适合贸然与欧洲竞争，美国的企业也没有做好准备。美国合适的政策就是可以适当拖延，在拖延中争取其他方面更多的让步，同时争取更多的时间，以使美国国内做好充分准备。总之，美国在其后合作中充分运用了趋利避害原则，以实现美国最大的国家利益。
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气候变化的利弊范文第5篇
[关键词]二氧化碳；燃煤电厂；烟气
中图分类号：X511 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0237-01
二氧化碳给环境带来的负面影响已经引起了全球的关注[1]。自1992年以来，世界各国政府不断磋商会谈，为了约束各国排放的温室气体，先后签署《气候变化框架公约》、《京都议定书》、《德里宣言》、“蒙特利尔路线图”等重要公约。在我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》将“主要行业二氧化碳、甲烷等温室气体的排放控制与处置利用技术”列入环境领域优先主题，并在先进能源技术方向提出“开发高效、清洁和二氧化碳近零排放的化石能源开发利用技术”；《国家“十二五”科学和技术发展规划》提出“发展二氧化碳捕集利用与封存等技术”。《中国应对气候变化科技专项行动》、《国家“十二五”应对气候变化科技发展专项规划》均将“二氧化碳捕集、利用与封存技术”列为重点支持、集中攻关和示范的重点技术领域[2-4]。
控制二氧化碳的排放已经刻不容缓。目前，对于CO2的捕集技术主要分为三大类：燃烧前，燃烧中以及燃烧后。几种方式各有利弊，目前都在不断的研究发展中。
1 燃烧前捕集技术
燃烧前脱除二氧化碳，就是燃料在参与燃烧前就将其中的碳分离出去，从而使燃烧后没有CO2生成[5]。这个技术的典型代表就是整体煤气化联合循环（IGCC）。近年来，国内外对于这项技术的研究比较多，中国华能CSIRO燃烧前捕集示范项目，2012年美国Lost Cabin项目，2014年加拿大Agrium与ACTL合作的CO2捕集项目，美国Kemper County的IGCC项目等。相对于其他的脱碳方法，燃烧前技术要求气体高压力，高浓度和高纯度。该技术的优点是运行成本低，CO2浓度高；缺点是系统复杂，只能与IGCC匹配，不适用于传统电厂[6]。
2 燃烧中捕集技术
燃烧中捕集也成为富氧燃烧技术（Oxygen Enriched Combustion）。该技术的特点是利用空气分离系统，分离出绝大部分的氮，获得纯氧，送入能量转化器与燃料混合。燃烧产物避免了脱销过程，经过脱硫之后燃烧产物90%就是CO2，可直接处理或利用。该技术的优点就是避免了氮氧化物的排放，回收CO2成本低，脱硫效率高。但是有一个最大的问题就是制氧成本太高，使得这项技术的经济性大打折扣，从而限制了这项技术的工业化运用。
3 燃烧后捕集技术
燃烧后捕集，就是将燃烧产物进行脱碳[7]。是目前最有前景，并且已有工业化运用的技术。针对目前的燃煤电厂，采用燃烧后脱碳仅需要在现有系统上小范围的改装，不用对其他主要系统大规模改动。所以这项技术适用于许多老电厂，市场潜力大。其缺点是电厂烟气中含有大量的惰性气体和粉尘，CO2的浓度和分压较低，对CO2的捕获费用相对偏高。目前，工业上吸收分离CO2的方法主要有吸附法、化学吸收法、低温蒸馏法、膜分离法等。
3.1 吸附法
吸附法是利用吸附剂对CO2的选择性和可逆解吸作用来分离烟气中CO2。主要机理是由于流体分子与吸附介质表面分子之间的引力而使其附着于介质表面。
此技术的优点是系统简单，无腐蚀及污染，吸附剂寿命长，维护量少。但如何选择最优良的吸附剂是关键点。吸附剂孔径、孔体积、表面积、被吸附气体与吸附剂之间的亲和力等因素直接影响吸附效果。此技术适用于CO2浓度高（20～80 vol.%）的工业气。烟气中CO2浓度较低，需对烟气除水和除灰，增大CO2分压以满足吸附分压等预处理，耗能大。因此，该方法不宜用于电厂烟气脱碳。
3.2 化学吸收法
化学吸收法就是利用吸收剂溶液吸收气相的CO2。常用的化学吸收剂有醇胺溶液，强碱溶液等。有单一纯胺法和混合纯胺法。化学吸收法是目前最成熟的脱碳方法。国内外已经有很多工业化的实例。南化研究院的改良甲基二乙醇胺（MDEA）法脱碳技术，德国BASF公司开发的aMDEA工艺，采用了六种溶剂配方，均具有较高的化学稳定性。化学吸收法的优点是脱碳率高，能达到99%以上，吸收效率高，适应性广。缺点是在脱碳过程中系统温度的控制。对于燃煤电厂烟气，进入脱碳吸收塔的温度一般要求不高于100℃，所以烟气必须先降温。脱碳后，为了减少低温腐蚀又必须升温，这就造成能耗过高。除此之外，吸收剂与烟气中的SOX、NOX反应生成不可逆的盐类，会直接造成吸收剂的损失。这些都限制了化学吸收法的大规模推广。
3.3 膜分离法
膜分离法的机理是利用气体与膜材料之间发生反应，将CO2透过薄膜分离出来。按膜的材料可分为有机膜和无机膜。此技术的关键是选择与膜材料相匹配的吸收剂溶液。另外膜材料的耐久性，对温度压力的适应性，以及电厂烟气中杂质对膜的腐蚀，污染，堵塞等问题都是目前面临的问题[8]。
3.4 膜吸收法
膜吸收法与膜分离法不同。膜本身对气体没有选择，也不参与反应。膜只起到隔离烟气和吸收液的作用。该技术是采用微孔膜技术，CO2透过膜孔到达膜的另一侧与吸收液反应，CO2靠在膜两侧的浓度差，自行的从一侧继续到达另一侧，从而不断的被吸收。国内外学者对膜吸收法展开了大量的研究。目前的研究结果表明膜吸收法的吸收效率高，过程中无相变，并且价格低，具有很大的市场潜力，适合大规模的运用[9，10]。但是在研究中也有难题比如膜孔容易堵塞，污染等。
4 结论
从目前的脱碳方法分析，针对燃煤电厂的烟气二氧化碳捕集，化学吸收法是最成熟的方法。从长远看，膜吸收法也有比较大的潜力，值得深入研究和推广。
参考文献
[1] CO2 emissions from fuel combustion[M]，Iiea statistics，2002：91-100
[2] Report of the Conference of the Parties on its third session， held at Kyoto from 1 to 11 December 1997，United Nations Framework Convention on Climate Change.1998.03.25.
