气候多变对农业的干扰和解决举措

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气候是长时间内气象要素和天气现象的平均或统计状态，它作为一种重要的自然资源，是人类赖以生存的重要组成部分。气候变化是指气候平均值和气候离差值出现统计意义上的显著变化。《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）称：气候变化是指除在类似时期内所观测的气候的自然变异之外，由于直接或间接的人类活动改变了地球大气的组成而造成的气候变化。目前，气候变化主要表现在二氧化碳浓度的升高以及温室效应引起的全球气候变暖，已对自然生态系统和社会经济产生明显的影响，成为人类迄今面临的最重大也是最为严重的全球环境问题，引起了世界各国政府的高度重视，著名的《京都协议书》就是针对气候变暖而制定的全球性文件。我国是世界上农业气象灾害多发地区，人均耕地资源少、农业经济不发达、适应能力非常有限，气候变化对我国农业发展影响极大。

对农业生态环境的影响

农业生态环境中各种自然条件（水、热、光、CO2、土等）和其他生物要素（病毒、昆虫、杂草、微生物等）对农作物的生长发育和产量形成都有十分重要的影响。由于地球大气层中CO2等温室气体的浓度不断上升，使地球表面气温呈不断增高的趋势[1]。气候变暖对农业生态环境系统的负面影响将是长时间的，危害是严重的。水资源供需矛盾更加突出水资源是人类社会发展离不开的自然资源，气候变暖对整个水循环过程将产生极大影响，致使旱涝灾害频率和强度增加，一些地区的降水量、降水分布格局、地表径流、水质等发生变化，特别是水资源供需矛盾将更为突出[2]。有资料显示：预计2010—2030年西部地区缺水量约为200亿m3；2050年将缺水100亿m3[3]。我国新疆、青海、甘肃、宁夏和陕西等西北地区及内蒙古西部，干旱缺水现象成为制约该区域经济社会发展的最大障碍之一。持续增温还使得西北地区大片湖泊萎缩甚至干涸[3-4]。据中国工程院西北水资源项目组一项调查显示：目前，西北水资源总量仅占全国的5．84％，人均水资源占有量只占全国人均水平的80．5％。我国长江、黄河、淮河、海河等七大流域天然年径流量整体上呈减少趋势，其中，黄河及内陆河地区的蒸发量将可能增大15％左右[3，5]。近50年降水逐渐减少，华北出现暖干化趋势。极端气候事件发生极端气候事件是一种在特定地区和时间的罕见事件。世界气象组织规定，如果某个（些）气候要素的时、日、月、年值达到25年以上一遇，或者与其相应地30年平均值的“差”超过了2倍均方差时，这个（些）气候要素值就属于“异常”气候值[6]。出现“异常”气候值的事件就是“极端气候事件”。有研究指出，气候变暖可能增加一些极端事件的发生频率和强度，由此引起的后果也会相应加剧[5]。如我国华北、西北地区土地沙化、碱化和草原退化，引起区域气候灾害、荒漠化、沙尘暴的加剧；受高温季风气候的影响，东南沿海台风频率、强度可能增加；另外，还有可能加重长江流域的洪涝灾害和北方一些地区的干旱趋势[6]。近年来，极端天气频频袭击我国，给人民生活和社会经济发展带来很大影响。2008年初席卷全国的寒潮；2009年华北的特大暴雪；2010年我国南方出现的10多次暴雨天气，导致山体滑坡；2009年秋季以来，我国西南地区降水持续偏少，遭受了最为严重的特大干旱，特别是云南发生自有气象记录以来最为严重的秋、冬、春三季连续干旱，贵州省秋、冬连旱总体为80年一遇，中部以西、以南地区旱情达百年一遇，给工农业生产特别是春耕生产造成极大威胁，损失十分严重。随着未来气候变化的增加，这样的问题将成为一个常态，越来越多的发展预算将被转去应对天气造成的突发事件。农业生态系统严重破坏自然界和人类社会对气候变化的适应能力是有限的，容易受到严重的、甚至不可恢复的破坏[3]。气温升高给农业生态系统带来的风险和危害将日趋增大。一是海平面升高、冰川退缩、冻土融化、河（湖）冰迟冻与早融、中高纬生长季节延长、动植物分布范围向极区和高海拔区延伸、某些动植物数量减少、一些植物开花期提前，等等[3，5]。“北极震荡”现象造成冷空气持续不断补充南下，“厄尔尼诺-拉尼娜”现象活跃，春汛提前。二是影响作物生理过程、组成结构和功能，改变物种遗传特性，使农业生态系统的种类组成发生显著改变。三是由于大气升温，农业生态系统呼吸量提高，从而降低了整个生态系统的碳贮存量，加之降水量改变，海平面上升，病菌的发生、繁殖和蔓延，使农田生态系统的功能和稳定性大大降低[7]。

对农业生产的影响

农作物布局发生改变气候变化将使主要粮食带向高纬度地区扩展，农业种植面积扩大。《第二次气候变化国家评估报告》预测，到2050年，年平均温度每增1℃，北半球中纬度的作物带可在水平方向北移150~200km，垂直方向上移150~200m。使我国三熟制的北界北移500km之多，从长江流域移至黄河流域；而两熟制地区将北移至目前一熟制地区的中部[4-5，8]。一熟制地区的种植面积可由当前的62.3%下降为39.2%，二熟制面积变化不大，三熟制面积可由13.5%提高到35.9%。华北目前推广的冬小麦品种（强冬性），因冬季无法经历足够的寒冷期，不能满足春化作用对低温的要求，将不得不被其他类型的冬小麦品种（如半冬性）所取代[3-5，8]。21世纪末，全球平均气温上升4℃左右时，中国单季稻面积可以向北扩展50万hm2，双季稻面积还可以拓展620万hm2。农业生产的不稳定性增加气候变化在一定程度上对农作物的生长发育是有利的，如暖冬天气，对我国北方旱区的冬小麦生长有利；在半干旱地区，对玉米和马铃薯的后期生长有利；对无限生长习性或多年生作物以及热量不足的地区有利[7]。但对于生育期短的作物，生长发育速度加快，生育期明显缩短，不利于作物生长。总的来说气候变化导致的高温、干旱以及农作物病虫害等因素都可能造成粮食减产。《第二次气候变化国家评估报告》预测指出，未来一段时间，如果不采取有效措施，全球温度升高2.5℃左右会导致中国粮食作物产量降低，单产最高下降幅度约20％。到2030年，中国种植业生产能力在总体上因气候变暖可能会下降5％~10％，其中小麦、水稻和玉米三大作物均以下降为主[5，9]，2050年后受到的冲击会更大。农作物品质下降气候变化会导致农作物品质的下降，如大豆、玉米、水稻、冬小麦等。大气中CO2浓度增加，使大豆钙、锌、硒含量更为丰富，但大豆氨基酸和粗蛋白含量分别下降了2%和1%，大豆铁元素随之下降。玉米籽粒的氨基酸、粗蛋白质、粗纤维、直链淀粉、总糖都会下降，粗脂肪、粗淀粉及水分含量有所增加。当温度和CO2浓度均增加时，水稻籽粒蛋白含量降低，对人体很重要的铁、锌元素以及稻米籽粒营养品质（蛋白质与氨基酸含量）显著下降，直链淀粉含量将会增加[10]。小麦蛋白质含量降低3%~5%，面粉蛋白质含量明显下降。

粮食生产成本和投资增加

气候变暖使土壤有机质的微生物分解加快，从而改变土壤结构、土壤水分平衡和土壤营养状况[5]，影响土壤肥力，造成地力下降，大多数非灌溉耕地受到的影响将更加严重。二氧化碳浓度升高会使杂草丛生，病虫害繁殖能力增强，危害范围与程度扩大，危害时间延长，作物受害程度加重，使施肥量、除草剂、农药用量明显增加，农业环境污染加重，农业成本和投资大幅度提高，直接影响我国农业生产的可持续发展。

应对气候变化应采取的对策

减缓温室气体排放一系列气候变化评估报告明确指出，全球增暖的原因直接与排放有关。2009年11月26日，中国政府正式宣布了控制温室气体排放的行动目标:到2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。首先，要大力普及农村沼气，如果按照目前3500万户农村户用沼气计算，每年可以替代近2000万t标准煤，相当于减排二氧化碳5600多万t[9]；其次，要开发太阳能、风能、微水电等可再生能源，替代化石燃料减少甲烷、二氧化碳排放，发展秸秆气化、固化，加快省柴灶、节能炕和节煤炉的升级换代，降低化石能源消耗，推进农业机械节能[9]。

构建农业循环经济体系循环经济是以低消耗、低排放、高效率为基本特征，按照自然生态系统物质循环和能量流动方式运行的经济模式。采取秸秆还田技术，提高土壤有机碳含量；采取退耕还林、禁牧休牧、退牧还草等措施进行保护性耕作，最大限度地增加农田土壤和草地碳汇；推广应用无公害生产技术，对畜禽粪便进行沼气发酵处理，降低动物甲烷排放、增加土壤有机碳含量。我国有十分丰富秸秆资源，每年仅稻秆、小麦秆、玉米秆和豆秆就有约6.5亿t。有资料显示，我国每年产生秸秆及壳、树枝、木屑、禽畜粪便等农林牧废弃粉30亿t左右，如果利用5%，可生产至少1000万t干食用菌产品，而且还有4000万～5000万t的菌渣肥可供改良土壤之用。毋庸置疑，提高农作物秸秆和畜牧粪便的循环利用水平，有利于解决“菌林矛盾”，提高农田的增汇能力，产生巨大的经济效益[11]。实践证明，这是实现农业可持续发展，促进农村经济发展和帮助农民致富，建设社会主义新农村的有效途径之一。

实施高产高效配套栽培技术（1）合理布局农作物种植结构。不断优化区域布局和农作物种植结构，积极培育产量高、品质优的抗旱、抗涝、耐高温、抗病虫等抗逆性强的农作物新品种，加大优良品种的宣传推广力度，提高良种覆盖率。（2）科学测土配方施肥。运用现代科技手段，根据土壤测试结果、供肥性能及肥料效应，合理确定施肥用量,实施测土配方施肥专用技术。通过多点试验示范，引导农民转变施肥观念，有效提高化肥利用率[9]，达到节约成本,增加效益，实现高产高效的目的。科学测土配方施肥，不仅可以培肥地力,保护生态,协调养分,防止病害；还可以对有效肥力进行合理应用分配，减少农田氧化亚氮排放。（3）开展数字化监测预警。数字化监测预警有助于加快病虫调查监测数据的传输和处理速度，提高监测预警能力，进一步提高病虫测报的时效性和准确性，以更好地服务和指导农业生产[12]。数字化监测预警建设主要包括病虫调查监测数据的网络化传输、自动化处理、监测结果的图形化展示和监测工作的职能化管理等方面。加大农业基础设施建设力度要针对日益严重的自然灾害，以夯实农业基础设施建设为前提，采取有效措施，大力发展水浇地建设，提高农田排灌能力，扩大农业灌溉面积，增强农业生产发展的综合实力。同时，要积极发展节约型农业，大力推广先进的农田节水栽培技术、机械化精量点播技术、配方施肥技术以及综合防治和生物防治技术，推动我国农业可持续发展。