科學應對氣候變化 確保農業生產安全

張青山 宣立民

近百年來，以全球變暖為主要特征，全球的氣候與環境發生了重大的變化。由于氣候變化加劇而引起的水資源短缺，生態系統退化，土壤侵蝕加劇，生物多樣性銳減，臭氧層耗損，大氣成分改變等，對人類的生存和社會經濟的發展構成了嚴重威脅。農業是對天氣變化最為敏感的主體之一，因為氣候始終是影響農業生產的重要因素，到目前為止，農業還沒有改變靠天吃飯的局面。農業是國民經濟的基礎，氣候變化對農業所帶來的不利影響，特別是極端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、社會的穩定和經濟的可持續發展。及早開展氣候變化對農業影響的研究，發現可能存在的問題，提前采取適應性對策具有極其重要的戰略意義。

1.氣候變化的特點

1.1平均溫度明顯上升 由于大氣中二氧化碳、甲烷、氧化亞氮等溫室氣體濃度明顯增加，造成地球表面溫度上升，全球氣候變暖，進而引起全球的氣候變化。中國近100 年來年平均氣溫明顯增加，比同期全球增溫平均值略高，這對農作物生產具有重大影響。

1.2降水出現區域性與季節性不均衡 溫度的提高會加快地表水的蒸發，導致水循環加劇，暴雨出現的概率增加，雖然降水量很大，卻不能得到有效利用。各地降水量和蒸發量的時空分布也會顯著改變。降水既會出現區域性不均衡，也會出現季節性不均衡，即在農作物最需要水的時候出現季節性干旱，從而給農業生產帶來嚴重影響。過去的概念是中國西北部缺水，今后在中國南方也可能出現季節性干旱，水資源短缺將成為一個嚴峻的問題。

1.3極端氣候現象有增多趨勢 極端氣候現象指一些發生在特定地區和時間的罕見天氣事件，極端氣候現象的罕見程度一般相當于觀察到的概率密度函數小于10%，這些極端氣候現象包括干旱、洪澇、低溫暴雪、颶風、致命熱浪等。極端天氣氣候事件的發生和全球變暖有關，也是氣候變化的表現之一。在全球氣候變暖的總趨勢下，大氣的環流特征和要素發生了改變，引發復雜的大氣——海洋——陸面相互作用，大氣水分循環加劇，氣候變化幅度加大，不穩定因素增加，導致這些小概率、高影響天氣氣候事件的發生機率增加。極端氣候事件對農業系統的影響往往大于氣候平均變率所帶來的影響。

1.4冰川消融導致海平面上升 在內陸地區增溫造成冰川退縮，雪線上升，在南極冰川逐步融化、冰架面臨坍塌，而北極冰帽正在持續消融中，漂浮在北冰洋上的成年厚冰塊不斷融化，這些因素再加上海水受熱膨脹將會使海平面上升。海平面上升會給農業生產帶來一系列問題。

2.氣候變化對農業生產的影響

2.1氣候變化對農作物生產的影響 農作物對降水存在類似倒U 型曲線的敏感性關系。當降水嚴重不足時，農作物對水分的需求得不到滿足，會出現干旱癥狀，從而影響作物的正常生長；當降水量增加到一定范圍內，加上溫度及光照的配合，作物得以茁壯成長；當出現連續大雨、降水量超過一定范圍時，又會對作物產生不利的影響。在開花期出現陰雨會影響作物授粉，造成落花落果；長期陰雨還會誘發病害；降水量過多會造成農田漬害，嚴重時作物會被淹死。

2.2氣候變化對種植制度的影響 CO2 倍增時溫度升高，增加了各地的熱量資源，使各地的潛在生長季有所延長，無疑對多熟種植有利，從而使當前多熟種植的北界向北推移。當前我國的一年一熟制大約可向北推移200~300公里 ，一年二熟制和一年三熟制的北界也將向北推移 500 公里左右。麥、稻兩熟區、雙季稻種植區和一年三熟制的水稻產區，只要水分條件能滿足生育期的需要，種植北界均可向北推移。這種變化有可能使一年二熟、一年三熟種植的面積擴大。

2.3氣候變化對病蟲害的影響 由于溫度升高，害蟲發育的起點時間有可能提前，一年中害蟲繁殖代數也因此而增加，在新的有利環境條件下，某些害蟲的蟲口指數將增加，造成農田多次受害的幾率提高。病蟲越冬狀況受溫度影響將更加明顯，冬季變暖，容易越冬，蟲源和病源增大；害蟲的休眠越冬期縮短，世代增多。

3.應對氣候變化的農業對策

根據糧食生產的趨勢與前景、水資源的農業調配與利用、氣候變化后的土地生產力等，確定農業發展的重點與農業技術的政策與導向；根據氣候條件的可能變化，通過模擬實驗和田間試驗，以確定其對農業影響的程度；研究農業生產布局和結構的調整方案，以確定適應各種變化的農業生產形式與內容；研究高溫熱害、干旱等農業災害的機制和規律，提出適應、抗御的途徑與措施；發展旱地農業和節水農業，增強農業系統抗逆性，以適應氣候變化帶來的不利影響；培育耐旱、耐濕、耐熱性作物品種，改變耕作制度和栽培管理條件，以適應變暖、變干、變濕的氣候環境，提高抗御不良環境影響的能力；采取必要措施，減緩“溫室效應”引起全球氣候變暖的程度和速度。