氣候變化對農作物生產的影響
——基于東北地區水稻生產的變化

李若曈

（中國農業大學經濟管理學院，北京 100083）

1 引言

東北地區地處亞歐大陸東北部，屬于高緯度地區，受氣候變化影響顯著，在全球氣候變暖的趨勢下，其變暖明顯。縱觀東北歷史上的氣候變化，其與全球氣溫變化總體一致，呈明顯變暖趨勢[1]。近百年來，北方極端最低溫度普遍上升5～10℃，是近年來暖冬盛行的一個明顯的數值化特征；極端最高溫度在西部地區普遍下降，這可能與工業氣溶膠的使用有關[2，14]。全球氣候變暖已經越來越受到世界各國的重視，而中國作為農業大國，東北地區作為主要的商品糧基地，東北地區的糧食生產對穩定中國糧食市場和整個國民經濟可持續發展有著重要的作用。

目前，大多學者的研究多用各種模擬的氣候變化情景來分析東北地區氣候變化對農作物的影響程度[3-5]，大量研究數據表明，氣候變化對農業生產所帶來的幾乎都是正向的影響，在水資源得以完全保證的前提下，氣候變暖在過去幾十年里對東北地區的糧食增產有著明顯的促進作用[6，7]。朱大威、金之慶、張衛健、鄧艾興等學者指出，氣候變暖對東北水稻和大豆的生產總體上是有利的，尤其是在東部濕潤地區與北部高寒地區[8，9]；紀瑞鵬、張玉書、張淑杰等學者認為，隨著熱量的增加，玉米可種植區域范圍不斷擴大，種植邊界北移東擴，玉米適合播種時間提前，玉米播種面積、總產量呈增加趨勢[10]，但玉米生長季干旱風險有一定程度的增大[11]。對于歷史上氣候的綜合變遷、主要農業氣象災害的特點以及對水稻生產即時影響研究并不是很多，因此，本文通過對東北地區（黑龍江省、吉林省、遼寧省）歷史氣候變化、水稻產量及面積變化，具體分析了東北地區氣候變化對水稻生產的影響，并提出對東北地區水稻可持續生產的對策建議。

2 東北地區氣候變化特點

2.1 熱量資源變化特點

有關研究表明，近50年來，東北地區氣溫變化普遍呈升高趨勢[12-14]，主要表現為平均最高氣溫、平均最低氣溫、平均氣溫均呈明顯上升趨勢；其中近10年增溫表現更加明顯，平均增溫速率達到了0.36℃/10年；不同季節的增溫程度也有顯著差異，冬季增溫的速率最快，大約是夏季增溫速率的3倍左右[14]。熱量資源持續增加，東三省≥10℃積溫均有不同程度的增加，如表1所示：黑龍江省增加了249.2℃，吉林省增加了275.16℃，遼寧省增加了267.09℃，東北地區整體平均增加了262.08℃。

2.2 降水量的變化

東北地區降水量總體呈減少趨勢[12，14-16]，近10年與上世紀70年代相比減少了約12%，降水量減少主要發生在夏、秋兩季；但20世紀80年代與70年代相比，降水量呈現增加趨勢，如表2，黑龍江增加了62.02mm，吉林增加了59.09mm，遼寧增加了22.09mm；后到90年代開始，逐漸成明顯減少趨勢，黑龍江、遼寧兩省減少明顯，而吉林省有一定程度的增加，但增幅不大；到了21世紀，黑龍江、吉林兩省降水量明顯減少，而遼寧省則有一定程度的增加。

表1 1971～2008年東北地區≥10℃積溫變化趨勢（℃）

表2 1971～2008年東北地區生長季降水量變化趨勢（mm/10a）

2.3 蒸散量的變化

隨著熱量的增加，水分的蒸散量在近20年里整體呈增加趨勢，而20世紀70年代到90年代之間，水分蒸散量則有一定程度的減少；研究表明，每10年減少4mm，尤其是遼寧省以及吉林省西部地區減少趨勢較為明顯[17]。到21世紀后，東北地區農作物蒸散量均有不同程度的增加，這種情況表明，東北地區氣候有變干的趨勢。

3 東北地區由于氣候變化引起的自然災害的變化

在東北地區，低溫冷害、寒潮、霜凍害、冰雹、洪澇、干旱、病蟲害等自然災害都是屢見不鮮的，隨著近幾十年來氣溫的變化，這些災害在一定程度上也發生了變化，主要表現為低溫冷害、寒潮、霜凍害、冰雹、洪澇、病蟲害等災害有一定程度的減少，而干旱卻頻頻增加。

3.1 霜凍害、低溫冷害等低溫災害的變化

東北地區的高緯度導致霜凍災害高發，尤其是黑龍江省，相比吉林與遼寧，其熱量較少，秋季降溫迅速，易發生霜凍災害。根據近年來許多學者的研究，東北地區霜凍災害、低溫冷害等災害呈明顯減少趨勢[18-19]，且霜凍的出現日期逐年推遲，無霜期逐年延長[20]，這對喜溫的水稻生產影響深遠。

3.2 旱澇災害的變化

東北地區相對南方地區水資源并不是很充足，但其中也有眾多江河支持農業生產。東北地區降水主要集中在7、8月份，且分布及其不均勻，呈現北多南少、東多西少的特點，因此，旱澇災害嚴重。近幾十年來，東北地區在氣候變暖的影響下，總降水量下降，洪澇災害大幅降低，旱災明顯增加，這對水稻的生產及其不利，很有可能導致水稻的減產或質量的下降。

4 氣候變化對東北地區水稻生產的影響

東北地區土地面積7 910萬公頃，黑龍江、吉林、遼寧三省耕地面積1 820萬公頃，水稻種植面積占全國粳稻種植總面積的50%左右。水稻作為東北地區主要農作物之一，其變化對東北地區影響重大。

4.1 水稻種植面積的變化

由于東北地區增溫明顯，積溫面積逐漸擴大，積溫范圍逐漸向東北方向移動，水稻的種植邊界也向東北方向移動，種植面積逐年增加。以黑龍江省為例，2010年黑龍江省水稻種植面積為297.5萬公頃，較1970年擴大了24倍左右，且播種中心發生了明顯的北移[9]，歷史上是水稻種植禁區的黑河、伊春，如今也可以進行水稻的種植。

4.2 水稻單位產量的變化

研究表明，氣溫每上升1℃，糧食產量將減少10%[20]，溫度不斷增加，作物生育期會縮短，生長量會有一定的減少，但，全年適宜農作物生長的生長期延長，又會使產量有一定的提高，可能會抵消生長量減少的效果。同時，氣溫每上升1℃，水稻生長期將縮短約7～8天，由于生長期的縮短，水稻光合作用減少，積累的干物質也會減少，水稻的質量會有所下降；但適宜其生長的時間延長，單位面積產量依舊會增加。

4.3 水稻品種的變化

隨著積溫區域向東北部逐漸擴大，適宜水稻種植面積擴大，種植的水稻品種由原來的早中熟變為中晚熟，在以前不能種水稻的地區可以種早中熟的水稻，在以前種植早中熟水稻的地區可以改種中晚熟水稻，這樣一定程度上保證了水稻的質量。

5 對策建議

目前，主要氣候變化就是氣候變暖問題。氣候變暖，導致我國東北地區熱量升高，積溫帶向東北方向移動，水稻的可種植面積范圍北移東擴，水稻產量增加；但降水量減少、水稻生育期縮短導致旱災頻發、水稻質量下降。因此，適當改變稻作模式，將有利于東北水稻更好的發展。所以，針對氣候變化所帶來的影響，提出以下建議：

5.1 適度擴大水稻種植面積

雖然水稻可種范圍北移東擴，可種面積擴大，但是，由于水稻種植需要大量的水資源，而東北地區水資源并不是很豐富，所以要因地制宜，科學播種，防止水資源的過度采用。

5.2 積極改良水稻品種

隨著熱量的增加，水稻生育期會縮短，質量會有所降低，為了避免因此而減產，需要延長水稻的成熟期，因此，可以在原來種植早中熟水稻的土地里增加中晚熟或晚熟水稻的種植，減少早中熟水稻的種植，而在新發現的可以種植水稻的土地上，適當種植早中熟水稻，以提高水稻的單位產量。

5.3 研發新技術，修建水利設施

東北地區屬于較干旱的地區，水資源并不十分充足，加之近年來由于氣候變暖導致降水量逐年下降，而水稻種植又需要大量的水，因此，不得不考慮水稻種植中用水問題。改變水稻的栽培方式，研發抗旱的水稻品種，發展旱作技術，大力建設農田水利工程，不僅可以有效的改善水資源不足的問題，也可以預防干旱災害對水稻生產的影響，保證東北水稻的質量與產量，使其穩定、可持續的發展。

在全球氣溫不斷變暖的趨勢下，我國要重視氣候變化對農業生產的影響，尤其是東北地區。作為糧食作物的主產區，糧食的產量與安全要有所保證。只有積極面對氣候變化，及時調整種植結構，努力研發新型適宜糧食品種，才能促使東北地區糧食生產穩定而持續的發展，進而保證國家糧食總體的安全可持續發展。

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