氣候變化對農業和糧食生產影響的研究進展與發展方向

蔡武寧

摘? ? 要：在目前農業生產中，糧食生產屬于非常關鍵的農業生產組成部分。農業和糧食的生產過程具有特殊性，根源在于糧食作物的種植生長環境主要為自然環境，因此決定了糧食種植生產效益會受到當地氣候變化的影響。具體針對農業和糧食生產的過程而言，應明確氣候變化引發的糧食種植綜合效益影響，結合領域研究進展判斷技術發展趨向，供相關工作人員參考。

關鍵詞：氣候變化;農業和糧食生產;影響;研究進展;發展方向

文章編號： 1005-2690（2021）09-0137-02? ? ? ?中國圖書分類號： F326.11? ? ? ?文獻標志碼： A

農業生產與糧食生產效益取決于多層面因素，其中自然氣候因素占據主要地位。當前很多農業種植區糧食生產過程仍主要依靠自然光照條件、溫度條件與降水條件作為基本保障，外界氣候環境一旦出現改變，糧食作物賴以生存的土壤環境以及空間溫度條件就會產生波動，進而影響發育期及成熟期糧食作物生長狀況。由此判斷得出，農業糧食生產與外部氣候之間聯系密切，糧食種植技術人員必須要準確掌握氣候變化產生的影響效果。

1? ?氣候變化對農業和糧食生產具體影響的表現形式

1.1? ?農業和糧食生產資源投入受到影響

糧食生產以及其他農業生產領域如果遇到自然氣候明顯改變的影響，那么糧食種植區域的原有土壤條件就會出現有機質流失的情況，農業技術人員對種植區域土壤全面補充營養元素[1]。某些作物種植土壤由于存在明顯降低土壤肥力的狀況，因此糧食種植戶必須投入更多的糧食生產資源用于購買有機農藥與化肥，導致糧食種植環節中防控作物蟲害與病害資源成本提高。

近年來，干旱氣候威脅到很多糧食生產種植區作物的正常發育，其中較顯著的糧食種植影響是造成種植土壤缺乏灌溉水源。在此情況下，種植戶針對糧食種植區要致力于農田灌溉基礎設施的完善改進，準確控制農田灌溉水量，依靠先進農田灌溉基礎設施設備來維持糧食作物的正常發育生長速度[2]。除此以外，各地糧食種植戶針對逐步退化的種植土壤肥力條件也要進行全面改善與優化，通過引進自動化的灌溉噴淋機械設施系統，節約作物灌溉水源，優化配置現有的農作物灌溉與施肥資源。

1.2? ?糧食作物產量與種植經濟效益受到影響

糧食作物產量目前仍主要取決于外部的自然氣候條件，因此在惡劣自然氣候以及自然災害下，糧食作物就會呈現面積較大的減產現象，損害了糧食種植戶的預期經濟效益[3]。由此可見，糧食種植預期經濟利潤會遭到農業災害氣候的影響，充分展現了外部氣候條件以及糧食種植產能的關聯性。糧食作物產量以及作物種植效益不僅會受到突發災害氣候影響，同時會受到長期性的氣候條件影響。目前在氣候轉暖的整體趨勢與背景下，各類型的糧食作物發育生長期都在逐步縮短，土壤內的微生物也會表現得較活躍，客觀上加速了有機質的分解，降低了種植土壤肥力。

例如對小麥種植以及玉米種植的重要農業生產領域來講，農業技術人員必須準確監測水稻結實階段的外部自然氣候改變情況，尤其是針對自然氣候溫度的實時改變狀況給予準確的監測。因結實期的水稻作物遭遇外界自然環境變化，氣溫會迅速升高，水稻結實速度會明顯放緩。此外，小麥作物以及其他種類的糧食作物都會受到環境溫度升高以及灌溉水源短缺造成的影響[4]。

1.3? ?作物生長所需化肥與農藥投放比例受到影響

農作物維持良好生長趨勢的關鍵因素是合理控制投放農藥以及作物施肥總量，決定了外部氣候改變以及作物生長發育速度之間存在緊密的聯系。外界氣候轉暖趨勢會加重作物蟲災，導致糧食種植區表現為蟲災泛濫，糧食種植戶被迫施用更多的化學藥劑用來殺滅害蟲。

由于受到殺蟲藥劑施加比例提高的影響，土壤生態環境以及灌溉水源質量都會下降，同時會引發自然生態鏈條失衡。農業技術人員在當前亟待探索生物防控糧食作物蟲害的全新技術措施，有效維持糧食種植產區的生態鏈條平衡。

例如對越冬繁殖的某些糧食害蟲種類而言，越冬繁殖害蟲能抵抗一定程度上的外界寒冷氣候。糧食種植產區由于冬季氣候轉暖，冬季溫度不足以達到消滅害蟲蟲卵的效果，從而引發大量田間害蟲越冬產卵的情況。近些年很多小麥主產區以及水稻主產區頻繁表現出蟲災蔓延的現象，根源在于糧食作物害蟲大量越冬繁殖。氣候轉暖還可能造成糧食作物在整個生長期的呼吸作用被抑制，導致氮吸收量降低。

2? ?氣候變化對農業和糧食生產影響的研究進展

現階段農業技術人員針對農業糧食生產領域的自然氣候變化影響因素展開全面探索，多數學者關注當前惡劣災害氣候導致的后果與影響[5]。例如在2007年，學者肖國舉提出我國西部與中部區域種植的多數糧食作物受到自然氣候條件逐漸變暖的影響，引發區域糧食種植總體產能明顯降低的后果。

在多數糧食主產區范圍內，最適宜種植糧食作物的自然環境溫度應維持在23 ℃左右，并且應避免超出30 ℃或低于10 ℃的極端溫度現象的存在。糧食作物發育過程中微生物數量明顯影響植物發育效果，多數微生物在低于5 ℃低溫土壤中死亡。某些土壤微生物本身具有較差耐熱性，因此決定了種植糧食作物的土壤環境溫度有適宜的范圍。野外環境與氣候條件下的糧食作物需要充足土壤水源，因此多數糧食作物的最佳種植土壤類型主要為黑土或腐殖土，確保土壤至少達到50%的含水量。如果種植糧食區域的土壤過于潮濕，植物的根部有可能腐爛，并且導致植物塊莖出現發霉與受潮的現象。

很多根莖類的糧食作物種子主要表現為地下生長繁育的特性，但是出土萌發后的作物植株只有在接受充足自然光線照射的情況下才能正常發育，因此技術人員對室內繁殖糧食作物的空間區域應當布置光線遮擋設施。技術人員對于散射的室外自然光線應確保植物葉片吸收，有效維持植株的良好發育狀態。土壤元素將直接影響糧食作物本身的生長速度，缺乏土壤營養元素的糧食作物植株會出現矮小的特征，無法達到正常的植株繁育水平。技術人員對野外種植以及室內種植的糧食作物提供土壤營養元素，確保植株體內的有益微生物汲取土壤營養。

此外在2011年，學者張明偉通過實施模擬數據研究，判斷得出水稻的重要糧食作物品種可能會表現為20%左右的種植產能降低狀況，根源在于水稻種植區域的環境溫度達到2 ℃以上的升高幅度，并且水稻作物的田間施肥與田間灌溉資源消耗總量受到自然氣候影響。很多中小型的農村糧食種植戶由于欠缺機械化作物生產控制技術手段，因此造成糧食種植戶無法在短期內快速調整與適應自然氣候改變，導致糧食種植經濟效益降低。

3? ?氣候變化對農業和糧食生產影響的研究發展方向

當前相關研究證實，農業生產以及糧食種植生產過程都無法避免受到自然環境與氣候的影響。具體在種植糧食作物以及從事其他領域的農業生產時，農業技術人員必須密切重視自然環境的改變，確保準確監測與控制農藥化肥的投入總量。近年來，災害性與極端性氣候正在明顯影響作物種植生產過程，很多糧食作物在極端氣候災害的影響下表現為減產甚至絕收的情況，不利于維護與保障農業糧食安全。

自然氣候環境在根本上決定糧食作物的生長繁育速度，因此雨雪、大風以及霜凍天氣環境將會導致糧食種植產量的降低，不利于提高糧食種植經濟效益。為實現準確控制糧食作物種植環境因素的目標，則實施人為干預調節。在未來相關研究與實踐中，技術人員重點針對空間模擬（GIS）氣候監測技術手段、分析與檢測糧食作物樣本的技術手段以及遙感監測手段準確預測農業災害氣候風險，通過實施精確的農業災害等級預測與控制技術措施，進而歸納得出糧食生產的人工智能監測手段運用實踐要點。

在此基礎上，農業種植領域的技術人員應結合人工智能平臺控制自然氣候影響，將災害氣候造成的糧食減產安全隱患問題控制到最低限度內，依靠先進的農業種植模式確保糧食作物的產能穩定。例如通過實施人工地膜種植及溫室栽培措施，確保糧食作物維持在相對穩定的產量增長范圍。

4? ?結束語

經過分析可見，農業與糧食生產實踐過程不可避免地會受到自然氣候影響。通常情況下，糧食作物產量、農業生產資源投入、糧食作物生長期、施加化肥農藥的數量比例都取決于環境氣候變化。

未來在研究發展與創新實踐中，技術人員針對糧食生產以及環境氣候因素的關聯性應展開深入探索，并且合理運用人工智能手段來調節控制糧食生產全過程，旨在消除災害自然氣候造成的糧食生產安全隱患。

參考文獻：

[ 1 ] 覃志豪，唐華俊，李文娟，等.氣候變化對農業和糧食生產影響的研究進展與發展方向[J].中國農業資源與區劃，2019，34（5）：1-7.

[ 2 ] 楊封科，何寶林，高世銘.氣候變化對甘肅省糧食生產的影響研究進展[J].應用生態學報，2019，26（3）：930-938.

[ 3 ] 王文旭，曹銀貴，蘇銳清，等.我國耕地變化驅動力研究進展：驅動因子與驅動機理[J].中國農業資源與區劃，2020，41（7）：21-30.

[ 4 ] 姜帥，居輝，劉勤.CO2濃度升高對作物生理影響研究進展[J].中國農學通報，2018，2（18）：11-15.

[ 5 ] 檀艷靜，張佳華，姚鳳梅，等.中國作物低溫冷害監測與模擬預報研究進展[J].生態學雜志，2018，32（7）：1920-1927.