氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響綜述

李咸娟

摘要：本文基于筆者專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，就氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并以此提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，以期為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：氣候變化；農(nóng)業(yè)影響；應(yīng)對(duì)措施

1.氣候變化特征與影響

目前，全球溫度呈上升趨勢(shì)，且以北半球較高緯度升幅最大。全球氣候變化引發(fā)了一系列問題，其中對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響最大也最直接，特別是作為農(nóng)業(yè)主體的作物生產(chǎn)與糧食安全。農(nóng)業(yè)作為應(yīng)對(duì)氣候變化四個(gè)主要領(lǐng)域之一，氣候變化背景下嚴(yán)重威脅了我國的糧食安全，研究顯示，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在2020～2050年將會(huì)遭受氣候變化的嚴(yán)重沖擊。依據(jù)氣候模式，氣象專家預(yù)測(cè)全球溫度在未來100年還將升溫1.4～5.8℃，變暖現(xiàn)象將持續(xù)，且比過去100年的增暖速率更快。溫升已嚴(yán)重影響了與凍土、冰和積雪有關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)（如水文、自然、海洋、淡水生物及陸地生物等系統(tǒng)），并且增加了對(duì)人工管理與人類系統(tǒng)的影響。

2.氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

2.1對(duì)土壤質(zhì)量的影響

氣候的溫暖干燥使土壤因潛在蒸發(fā)能力的增加而使含水量降低，且在夏季表現(xiàn)最為嚴(yán)重。土壤通氣性能受其水分條件影響，進(jìn)而會(huì)影響到其內(nèi)固有有機(jī)碳的礦化分解和外源有機(jī)碳的降解，以此對(duì)土壤有機(jī)碳含量造成影響。土壤水分不足，空隙率變大（透氣性增強(qiáng)），致使其內(nèi)有機(jī)碳含量因礦化分解速率的加快而降低。氣候變暖還會(huì)對(duì)土壤微生物活動(dòng)與含量造成影響，使土壤C-N循環(huán)與養(yǎng)分含量發(fā)生改變，致使農(nóng)業(yè)系統(tǒng)因土壤有機(jī)質(zhì)分解與氮流失的加快而消弱了其對(duì)自然災(zāi)害的抵御能力。

2.2對(duì)水環(huán)境的影響

區(qū)域降水格局與降水量隨氣候變化而發(fā)生改變，就江河徑流量而言，北方減少南方增加，各流域年均蒸發(fā)量提高，其中內(nèi)陸河地區(qū)與黃河提高15%左右，致使流域流量降低甚至出現(xiàn)斷流現(xiàn)象。氣候因自身變暖而更加不穩(wěn)，極端氣候（如旱澇）事件出現(xiàn)頻率與強(qiáng)度增強(qiáng)，加劇了水資源的不穩(wěn)定性與供需矛盾。基于人類活動(dòng)與暖干氣候的影響，湖泊補(bǔ)給來自大氣降水的比例逐漸減少，氣候變暖延長(zhǎng)了作物生長(zhǎng)季節(jié)，農(nóng)業(yè)用水需求量持續(xù)提升，負(fù)面影響了區(qū)域農(nóng)業(yè)用水。

2.3對(duì)作物種植區(qū)域和種植制度的影響

氣候變暖將使區(qū)域積溫提升，延長(zhǎng)了我國長(zhǎng)江以北（尤其是高原與中緯度地區(qū)）作物的生長(zhǎng)季節(jié)，喜溫作物因低溫冷害的減輕而出現(xiàn)北移，并且擴(kuò)大了晚熟作物的種植面積，調(diào)整了作物種植結(jié)構(gòu)。與此同時(shí)，隨著土壤水分蒸散量的提升，有利于熱量資源增加的因素可能會(huì)因水資源的匱乏而無法充分利用，從而提升了作物穩(wěn)產(chǎn)在氣候方面的風(fēng)險(xiǎn)。自上世紀(jì)90年代以來，在明顯增暖的氣候影響下，東北地區(qū)將水稻種植逐漸北擴(kuò)至之前的水稻禁區(qū)（如嘉蔭、伊春等）；喜溫作物在西北地區(qū)種植面積擴(kuò)大，越冬作物逐漸向北擴(kuò)展；雖然冬小麥在陜西省向北擴(kuò)展種植，但因降水減少造成的干旱加劇使其生長(zhǎng)受限制區(qū)擴(kuò)大。假設(shè)在溫升1.4℃且降水增加4.2%的環(huán)境下，對(duì)我國作物種植面積而言，一熟作物會(huì)由當(dāng)前的62.3%下降至39.2%，二、三熟作物分別會(huì)由當(dāng)前24.2%與13.5%上升至24.9%和35.9%。

2.4對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力的影響

溫升程度、降水格局與作物對(duì)CO2濃度升高的生理反應(yīng)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力遭受氣候變化的主要影響因素，在氣候變暖情況下，其所引發(fā)的季節(jié)變化、作物病蟲害演替及其適宜種植區(qū)遷移等均將對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成影響。溫升可使全年生長(zhǎng)期延長(zhǎng)，對(duì)熱量不足地區(qū)與多年生作物有益于生長(zhǎng)；溫升對(duì)生長(zhǎng)期較短的栽培作物在發(fā)育速率方面擁有促進(jìn)作用，但單產(chǎn)會(huì)因生育期縮短而降低。實(shí)踐證明，當(dāng)在生長(zhǎng)季節(jié)內(nèi)溫度每升高1℃，小麥產(chǎn)量將會(huì)下降3～10%，且在過去20多年中因溫升已下降大約4.5%。小麥將在黃淮海平原地區(qū)暖冬時(shí)期生育進(jìn)程加快，拔節(jié)期提前，使其在遭遇倒春寒天氣時(shí)凍害發(fā)生機(jī)率提升；我國東部玉米、油菜、土豆、水稻與冬小麥在CO2施肥效應(yīng)提升的情況下可使其潛在生產(chǎn)能力得到有效提高，而對(duì)CO2施肥效應(yīng)不予考慮時(shí)則會(huì)下降2.5～12%。

3.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)對(duì)措施

3.1改善農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施和條件

要想控制并減輕氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，則須改造現(xiàn)有農(nóng)業(yè)設(shè)施以提升其防御氣象災(zāi)害的能力。具體措施為：①改造老化農(nóng)業(yè)灌排設(shè)施，擴(kuò)大灌溉面積；②通過科學(xué)灌溉實(shí)現(xiàn)節(jié)水農(nóng)業(yè)；③針對(duì)自然災(zāi)害建設(shè)綜合防治工程；④通過地形的改造，促進(jìn)土壤對(duì)水分的吸收，抑制徑流與土壤侵蝕病害；⑤對(duì)于北方干旱與半干旱地區(qū)而言，其農(nóng)業(yè)發(fā)展中心應(yīng)為改土治水，通過農(nóng)田基本建設(shè)的加強(qiáng)來對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行改善，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)農(nóng)田的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。對(duì)農(nóng)田防護(hù)林加大建設(shè)力度，研究顯示：在農(nóng)田防護(hù)林有效范圍內(nèi)，可有效提升相對(duì)濕度10～20%，減小地表風(fēng)速30～40%，增加土壤含水量20～30%，降低地面蒸發(fā)率29.2%。除此之外，由于森林自身為CO2的良好吸收庫，因通過農(nóng)田防護(hù)林的營造與養(yǎng)護(hù)是改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境與提升其抗逆性能的關(guān)鍵性措施。

3.2培育選用抗逆品種

農(nóng)作物有效生長(zhǎng)期因氣候變暖而得到延長(zhǎng)，與此同時(shí)還需對(duì)自然災(zāi)害進(jìn)行預(yù)防，因此其品種選擇非常重要。實(shí)施農(nóng)作物品種改良，使其適應(yīng)氣候變化，保證增產(chǎn)增收，改良培育過程應(yīng)以耐旱、耐熱及抗病蟲害品種為首選，以此應(yīng)對(duì)氣候升溫所引發(fā)的病蟲草害。與此同時(shí)對(duì)農(nóng)作物生理特性進(jìn)行改善，包括選育高光合效能及低呼吸消耗的品種；對(duì)于多熟制農(nóng)作物可以晚播早熟的小麥品種為選擇；棉花應(yīng)選擇耐陰雨、耐高溫及潛力大的高產(chǎn)雜交品種；大豆和玉米可選擇生長(zhǎng)期較長(zhǎng)的高產(chǎn)品種。另外，為應(yīng)對(duì)產(chǎn)量受種植北界北移與生育周期縮短的影響，可通過選育光合作用高效且光周期不敏感的優(yōu)良作物進(jìn)行控制。

3.3調(diào)整農(nóng)業(yè)布局和耕作制度

氣候變化使作物生長(zhǎng)期的光能資源和熱量資源增加，復(fù)種面積擴(kuò)大，一些作物的種植北界北移。另外，氣候變化會(huì)使各個(gè)區(qū)域降水量出現(xiàn)不同程度的增加或減少，此時(shí)則需對(duì)小麥、玉米等作物的種植結(jié)構(gòu)與分布情況實(shí)施調(diào)整。故此需對(duì)植被帶和種植帶北移的可能性采取規(guī)劃措施，合理安排農(nóng)作物布局，適度的將冬季越冬作物北移；通過發(fā)展冬季農(nóng)業(yè)、麥棉兩熟、小麥玉米間作和恢復(fù)、發(fā)展雙季稻等途徑，提高復(fù)種指數(shù)。

3.4加強(qiáng)科技投入

提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)科技投入與人員綜合水平，強(qiáng)化培訓(xùn)，針對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建立健全的科技服務(wù)體系，以科技帶動(dòng)生產(chǎn)。

（1）強(qiáng)化對(duì)農(nóng)業(yè)災(zāi)害與天氣氣候的預(yù)測(cè)能力，例如以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際需求為依據(jù)，預(yù)報(bào)年型天氣氣候以及未來五年、十年的變化趨勢(shì)，以此促使農(nóng)業(yè)部門在規(guī)劃與生產(chǎn)過程中做到趨利避害，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)施合理布局，并為未來五年、十年的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)做好技術(shù)儲(chǔ)備；

（2）加強(qiáng)建設(shè)應(yīng)對(duì)氣候變化的系統(tǒng)工程，以科技的創(chuàng)新來提升應(yīng)對(duì)氣候變化的能力。如加強(qiáng)光合作用、生物固氮、生物技術(shù)、抗御逆境、設(shè)施農(nóng)業(yè)和工廠化生產(chǎn)等學(xué)科前沿領(lǐng)域，以強(qiáng)化人類應(yīng)付氣候變化及其對(duì)農(nóng)業(yè)影響的能力。

（3）加強(qiáng)科學(xué)研究，改進(jìn)和提高人類對(duì)氣候系統(tǒng)及其變化的認(rèn)識(shí)，大力發(fā)展新能源、可再生能源技術(shù)和節(jié)能新技術(shù)，推進(jìn)碳吸收技術(shù)和各種適應(yīng)性技術(shù)的發(fā)展，加快科技創(chuàng)新和技術(shù)引進(jìn)步伐，為應(yīng)對(duì)氣候變化、增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展能力提供強(qiáng)有力的科技支撐。

結(jié)語

基于以上論述，氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響的研究為一項(xiàng)系統(tǒng)而復(fù)雜的任務(wù)，如何做好應(yīng)對(duì)措施，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，則為一個(gè)需要我們不斷實(shí)踐與不斷探索的課題。

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