雨养农业对气候变化脆弱性的研究

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根据IPCC第三次评估报告关于脆弱性的定义,农业对气候变化的脆弱性是农业对气候变化的敏感性和适应能力的综合体现,并随着地理位置、时间、社会经济和环境条件改变而改变。候亚红等〔3〕将农业对气候变化脆弱性归纳为农业系统应对气候变化(包括气候变率和极端气候事件)的不利影响程度。近年来国内外研究学者利用不同的方法,如统计分析法、指标体系法,集中分析敏感区划分、区域脆弱性和主要农作物的脆弱性等方面内容。然而,这些研究方法都侧重于针对某一指标进行定量的研究,而缺乏将气候变化物理因素、社会经济因素以及农业与农户个体自身的适应能力等方面综合考虑,从而对农业对气候变化的脆弱性的进行综合评估。此外,这些现有的研究更侧重于在国家或者区域层面上的宏观分析,而缺乏在微观的、社区与农户个体层面上的研究。

研究对象与研究方法

1.甘肃省华池县的干旱雨养农业概况甘肃省华池县(东经107。48’,北纬36。15’)位于黄土高原的西部干旱区,总面积3800km2,海拔1100米～1700米,人口约130000人。农业是华池县最重要的产业之一,占全县总GDP的43%。到2010年底全县86%的人口生计都依赖于雨养农业。华池县以干旱雨养农业为主,其中全县90%左右的农业为旱作农业,只有10%为灌溉农业。玉米、冬小麦是华池县主要大面积种植的粮食作物。马铃薯、大豆、糜子与高粱等作物作为重要的经济作物,多种植于更为干旱的地区。由于经济发展缓慢、个体农户农业投入少、气候干旱、土地生产力低以及家庭劳动力大量外出打工等原因,华池县的农业还是以个体农户、劳动集约型以及自给自足的传统雨养农业为主。

2.研究方法本研究中分析的主要数据包括华池县县级气候变化数据、农户访谈数据以及相关文献资料。其中当地气候变化的历年数据,包括降雨量、温度以及极端气候等数据,由县级气象站提供,并与华池县县统计年鉴(1949～2008)的公布气象数据进行比对核实。农户访谈数据通过半结构式访谈、焦点小组座谈以及农户问卷(农户问卷65份,有效问卷62份)等参与式农村评估方式(PRA),在选择的华池县邹家沟小流域的樊庄行政村收集。本研究的数据分析方法包括SPSS统计软件对其气象数据变化规律的定量分析,以及对农户访谈数据的定性分析,包括陈述性分析、问题树分析等。

研究结果与发现

1.甘肃省华池县气候变化特征从表1可以看出,1965年～2006年,华池县经历了降雨与气温的显著变化过程。全县年平均气温逐渐上升,并以冬季平均气温升高最为显著。年降雨量的年际间分布不均,但也呈现逐步减少的趋势,其中春季(3月～5月)降雨量逐年减少最为明显。同时,在过去的40年里干旱发生率更为频繁。可以得出华池县气候变化如下特征与趋势:(1)地域性的气候变暖趋势:过去50年里,华池县地区年平均气温增加了1.5℃,以平均0.04℃每年的速度增长。如果这种趋势继续发展,华池县将会变得比现在更热、更干燥。(2)降雨量减少,干旱①频率增加:在20世纪80年代、90年代以及21世纪初,华池县年平均降雨量分别以6%、3%以及9%的比例下降。同时,年际间以及季节性的降雨量变化差异大。在过去的20年里,华池县年降雨量少于平均降雨量474mm的年份越来越多。从1980年～2008年,华池县共有15次干旱的记录,其中包括5次轻度干旱、3次中度干旱、3次大干旱和4次特大干旱。尤其在过去的10年,华池县特大干旱发生的异常频繁。上述的这些降雨量、气温以及干旱发生的变化趋势,在很大程度上导致了华池县持续时间更长的干旱现象以及更加严重的水资源短缺。从而进一步影响了当地雨养农业以及农户生计发展。

2.农户对气候变化的感知与认识通过农户访谈以及农户问卷,了解到个体农户对于气候变化的不同感知以及认知程度。绝大多数访谈的农户对于当地的气候变化情况的感知,如降雨量减少、气温上升(尤其是冬季温度上升)以及干旱增加,都是与当地气象统计数据基本一致。例如针对“你觉得与20年前相比,当地气候主要发生了哪些变化”这一问题,其中80%的农户认为天气更热更干旱了;有10%的农户认为天气热了,但是在雨季(7、8、9月份)的雨水多了;还有10%的农户认为没有什么变化。农户访谈以及参与式农户小组座谈的结果表明,农户清楚的认识到干旱是对当地的雨养农业生产带来最大破坏的自然灾害。有一句话也在田间流传“3年一中旱,5年一大旱,10年一特大旱”。干旱尤其是春旱,在最近的十几年间更加的频繁。农户一致认为气温在不断的升高,特别是在20世纪90年代至21世纪初的10年间,春季降雨骤然减少,月季降雨变的非常不规律与很难预测。这些都严重地影响了当地正常的农业生产。

3.脆弱雨养农业连环恶性问题分析通过实地研究发现,华池县农业存在的核心问题是雨养农业的脆弱性。通过图1问题树分析,可以看出导致农业生产力低下及其脆弱性的有许多社会、经济与自然环境的因素。而其中不利的农业气候条件变化是导致农业用水紧缺、土壤侵蚀以及生产力下降的主要诱导因素。其他因素包括灌溉集水设施差、传统耕作技术落后、传统作物抗旱性差以及产品市场信息缺乏,也都直接或间接地影响着当地雨养农业脆弱性。4.农业生产对气候变化的脆弱性分析由于当地干旱雨养农业对气候条件的高度依赖性,使当地个体农户农业生产产生了极端脆弱性。尤其是过去10年～20年里,不规律的降雨、气温上升以及日益频繁的干旱,已经对当地雨养农业产生了不可避免的负面影响。表2概括总结了华池县干旱雨养农业活动对气候变化的脆弱性,以及导致这些脆弱性的主要的气候变化因素和其他的社会经济因素。根据实地调研发现,1982年、1986年、1991年、1997年、2000年、2002年、2004年以及2006年的干旱,导致当地农业产量降低了30%～70%,个体农户的农业收入减少50%～60%。因此,可利用的农业水资源成为制约华池县雨养农业发展的首要因素。如果不采取任何的应对气候变化引发的干旱以及水资源缺乏的措施与手段,华池县农业将在今后继续受到不利气候因素的巨大影响。此外,当地个体农户对雨养农业的生计依赖性越大,受到气候变化的影响也将越严重。

个体农户应对气候变化的主要策略与适应性

FAO的报告强调,农作物对气候变化的高度依赖及其敏感性使得农业适应气候变化策略成为减少农业损失与负面影响的重要手段。Smit等将农业适应气候变化的策略大概归类为技术改进与发展、农业生产手段与技术改进、政府支持项目以及保险等。当地个体农户为了减少上述这些不利的气候变化给农业生产带来的影响,已经逐步地采取了下列主要的雨养农业适应气候变化措施。

1.农作物种植结构调整根据农户访谈结果,现阶段的农作物种植结构与20年前的种植结构相比,发生了非常大的变化(如图2)。20世纪80年代,农户种植结构单一,40%的农地种植小米,34%的农地种植冬小麦,小米与冬小麦是作为自给自足的粮食作物,剩余26%的农地种植经济作物玉米。20世纪80年代,95%的农作物都种植在坡耕地上,导致结果是极差的土地生产力,严重水土流失以及非常弱的作物抗旱能力。从20世纪90年代末开始,由于退耕还林以及坡耕地改梯田政策,农户种植结构也随之发生了明显变化。现阶段,农作物种植结构更加多样化,农户多倾向于种植更多市场价格好、产量高的经济作物,如大豆、土豆、蔬菜。本研究发现,在农户对农作物选择的决策过程中,除了考虑农作物的市场价格、产量及耕地类型外(如坡耕地或梯田),还综合考虑各种作物在不同的气候条件下的抗旱性,从而合理地选择不同的农作物品种。根据农户访谈以及当地农业部门的机构访谈,表3将不同的农作物在坡耕地以及梯田上种植的抗旱性分别进行了排序。这些农作物的抗旱性排序结果,对农户根据气候变化条件进行种植结构的调整具有深远的影响。例如,小米在20世纪80年代之前是普遍种植的粮食品种,具有非常强的抗旱性。但是,由于小米的产量极低(如坡耕地种植,约600公斤/公顷),因此,现阶段梯田上已经没有种植小米,只有非常少量的被种植于坡耕地上。再例如,高抗旱高产量的地膜玉米品种现在是当地梯田旱作农业的首选农作物品种。农户还根据不同的气候条件在不同的耕地类型上选择不同的作物品种。同时,表4还可以得出不同气候条件以及不同的土地条件,使得20年前与现在相比农户选择的农作物结构存在非常明显的差异性。例如,现阶段如果遇到了明显的干旱年份,农户会相应的减少在梯田上种植的冬小麦、蔬菜的种植面积。因此,相应地调整农作物种植的结构,是个体农户适应气候变化给农业生产活动带来不利影响的重要策略。

2.土地使用方式改变:梯田建设与坡耕地相比,梯田可以很大程度上增加土壤的保水保肥能力,大大提高雨水的利用效率,从而更加有效地增加种植作物的抗旱性并提高作物产量。例如,2005年华池县水保局的梯田实地试验表明,2005年7月2日,最大日降雨量为70.6mm,在30cm田埂以及零坡度的试验梯田里,100%的降雨被收集,并且存在零水土流失。本研究的实地调研发现,在正常年份,梯田的农作物产量与同种坡耕地作物产量相比,增加了60%～300%,例如大豆增加60%左右,露天玉米增加了146%,土豆增加了167%,冬小麦增加了300%。此外,在干旱年份梯田上种植的农作物,体现出更强的抗旱能力。例如,2006年重大干旱年,梯田上种植的冬小麦减产40%,而坡耕地上冬小麦减产60%,梯田上种植的全膜覆盖玉米产量只降低了15%。3.旱作农业技术:地膜覆盖地膜覆盖技术是旱作农业的重要技术之一,地膜覆盖可以促进雨水的收集与保持、从而大大促进土地的生产力。地膜覆盖技术,尤其是玉米的半膜、全膜覆盖,20世纪90年代末在华池县得到大力的推广。表5数据显示,地膜玉米的平均产量是露天玉米的2～3倍,其抗旱性能也相应地增加了15%～25%。地膜作物的水利用效率可以达到露天作物的11倍。因此,地膜覆盖技术可以大大促进农作物抗旱性与土地生产力,从而减少雨养农业对气候变化的脆弱性。

进一步增强雨养农业适应性的几点建议

1.进一步推广适应气候变化的旱作农业技术发展从华池县的实际案例分析可以看出,农业技术发展是增强农业更好地应对气候变化的重要手段。因此需要更进一步加强农业基础设施建设和农田基本建设,推广旱作节水技术,培育推广高产、优质、抗旱、耐涝、抗高温、抗病虫的优良品种,提高良种覆盖率。这些新技术的开发与推广,不仅可以增强当地旱作雨养农业的生产力,同时可以极大地增强当地个体农户应对气候变化的能力。此外,有效利用与管理水资源,以此增强农业防灾、减灾、抗灾和综合生产能力,从而减少旱作雨养农业的气候变化脆弱性。

2.加强农户对于气候变化信息的获得以及认知根据实地调查与农户访谈结果,可以得出个体农户是采取农业应对气候变化的主体。因此,加强个体农户对气候变化信息的获得与认知,是保证其采取正确应对措施的前提。当地气象部门应加强对当地个体农户的气象信息和知识的传播,并通过培训等方式,加强个体农户对气候变化的认知或者预测能力,提前预防和应对气候变化对农作物产生的负面影响。同时,这些充分的气候变化信息,结合农产品价格与市场信息,可以更好地促进农户进行合理的农业生产决策,从而增强农业对气候变化的适应性。

3.完善政府项目与农业政策的制定与实施有效的政府项目以及相关农业政策的制定与实施,可以为增强农业适应气候变化的能力提供必要的政策保障与支持,并有效减缓气候变化对农业带来的负面的趋势。例如,华池县大规模的地膜覆盖项目推广,并配套对采取地膜的农户进行地膜补贴等政策,促进了个体农户对政府项目的接受能力,从而增强旱作农业的适应性。政府还可以进一步调整农业布局,合理规划农业耕地,更好的增强农业生产系统的抗逆性和可恢复性。

4.加强适应气候变化的相关部门机构能力建设在农业适应气候变化过程中,涉及到不同层面与领域的相关部门与机构,例如农业部门、水利部门、气象部门以及其他的科学院校等科研单位。这些相关部门的机构能力建设,包括对气候变化的认识、应对策略与手段、实施应对策略的能力都是农业适应气候变化能力的决定性因素。因此,需要通过学习、培训、研讨以及具体实施操作等方式,加强各相关部门的机构能力建设,从而进一步增强农业对气候变化的适应性。

作者：王莉JohnMerson单位：澳大利亚新南威尔士大学环境研究中心