氣候變化對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的影響及對(duì)策

氣候變化對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的影響及對(duì)策

根據(jù)第五階段的ipc評(píng)估報(bào)告，從1880年到2012年，全球表面平均溫度增加了0.85。與1850-1900年相比,2003-2012年這10年的全球地表平均溫度上升了0.78℃。近百年來,全球平均降水量變化不明顯,但區(qū)域差異明顯,極端干旱洪澇事件頻發(fā)。根據(jù)《中國(guó)氣候變化監(jiān)測(cè)公報(bào)》(2012),1901-2012年,中國(guó)地表年平均氣溫呈顯著上升趨勢(shì),并伴隨明顯的年代際變化特征,其中1913-2012年中國(guó)地表平均氣溫上升了0.91℃,氣候變暖導(dǎo)致中國(guó)部分地區(qū)的氣溫、降水、日照等主要?dú)夂蛞蛩匕l(fā)生改變。農(nóng)業(yè)是對(duì)氣候變化反應(yīng)最為敏感和脆弱的領(lǐng)域之一,任何程度的氣候變化都會(huì)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及其相關(guān)過程帶來潛在的或顯著的影響,特別是極端天氣氣候事件誘發(fā)的自然災(zāi)害將造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的波動(dòng),危及糧食安全,社會(huì)的穩(wěn)定和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。中國(guó)地域遼闊,各區(qū)域之間自然資源條件、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展條件等差異較大,因此受氣候變化影響的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域區(qū)域差異特征尤為顯著。東北區(qū)氣溫呈顯著升高趨勢(shì),農(nóng)作物種植面積擴(kuò)大,生長(zhǎng)季延長(zhǎng),干旱趨勢(shì)增大,水稻產(chǎn)量減少,病蟲害出現(xiàn),次要病蟲害發(fā)展為主要病蟲害。華北區(qū)隨著氣溫升高和降水減少,糧食產(chǎn)量降低,水資源短缺加劇,積溫增加,作物生長(zhǎng)季縮短,可能復(fù)種指數(shù)增加,晚熟品種種植增加。華東區(qū)增溫速率呈加快趨勢(shì),區(qū)域旱澇事件趨多趨強(qiáng),雙季早稻和夏糧種植面積呈減少趨勢(shì)。華中區(qū)氣溫呈顯著升高趨勢(shì),雙季稻,春性小麥種植區(qū)域增加,水稻生育期縮短,氣候變暖病蟲害發(fā)育速度加快。華南區(qū)主要植物,動(dòng)物的春季物候期提前,秋季物候期推遲,氣候帶有加速北移趨勢(shì),雙季稻中高適宜種植區(qū)面積增加,水稻生育期縮短,產(chǎn)量波動(dòng)增大。西南區(qū)主要表現(xiàn)在氣候帶向高海拔和高緯度的位移和作物產(chǎn)量和品質(zhì)上,山區(qū)水稻和玉米等中晚熟品種產(chǎn)量會(huì)提高,春旱尤為突出,大田作物產(chǎn)量受影響。西北區(qū)無霜期顯著延長(zhǎng),提早了春播作物播種期,推后了秋播作物播種期,加快了作物生長(zhǎng)發(fā)育速度,種植區(qū)域向北和高海拔區(qū)域擴(kuò)展,干旱加劇,種植結(jié)構(gòu)改變,病蟲害增多?？傊?氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的影響是多方面的和多層次的,氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響有利有弊,不同區(qū)域之間存在很大差別,對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)而言,如何趨利避害,科學(xué)應(yīng)對(duì)氣候變化是當(dāng)前迫切需要解決的問題。1氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)世界的影響1.1氣象條件對(duì)年平均溫度的影響農(nóng)業(yè)氣候資源直接影響農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)與布局,光、熱、水資源是農(nóng)業(yè)氣候資源的重要組成部分。氣候變化已對(duì)農(nóng)業(yè)氣候資源產(chǎn)生了重要影響。氣候變暖使我國(guó)年平均氣溫上升,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的熱量資源都有不同程度的增加,延長(zhǎng)了氣候生長(zhǎng)季,研究表明,年平均溫度增加1℃時(shí),≥10℃積溫的持續(xù)日數(shù)全國(guó)平均可延長(zhǎng)15天左右。如東北地區(qū)近50年平均氣溫上升1.5℃,增溫率為每10年0.3℃。當(dāng)熱量資源滿足的情況下,水分則是決定農(nóng)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)量水平的主要因素。然而氣候變暖使土壤水分蒸發(fā)量加大,熱量資源增加的有利因素可能會(huì)因水資源的匱乏而得不到充分利用,作物產(chǎn)量波動(dòng)的氣候風(fēng)險(xiǎn)性增加,如華北平原地區(qū)作物生育期內(nèi)的自然降水和底墑水只能滿足冬小麥全生育期需水的1/3-2/3,如果沒有灌溉,冬小麥全生育期缺水率20%以上出現(xiàn)的概率大都在80%以上,缺水率30%-40%的重旱年出現(xiàn)的概率高達(dá)30%。1.2種植制度界線將北移2.4氣候變化使我國(guó)的種植制度和農(nóng)業(yè)布局發(fā)生改變。氣候變化使我國(guó)年平均氣溫上升、積溫增加、作物生長(zhǎng)期延長(zhǎng),從而導(dǎo)致種植區(qū)成片北移,有研究表明,平均氣溫每升高1℃,年平均氣溫等值線將北移1.76°N,種植制度分界線將北移2.44°N,相當(dāng)于復(fù)種指數(shù)提高7.2%。據(jù)估計(jì),在品種和生產(chǎn)水平不變的前提下,到2050年,氣候變暖將使目前中國(guó)大部分兩熟制地區(qū)有可能成為三熟制適宜種植區(qū);兩熟制北界將北移至目前一熟制地區(qū)的中部,一熟制地區(qū)的南界將北移250km-500km,一熟制地區(qū)的面積將減少23%。如東北地區(qū)隨著氣溫的升高,喜溫喜濕作物水稻的種植北界已經(jīng)移至大約52°N的呼瑪縣等地區(qū),玉米的栽培北界向北擴(kuò)展到黑龍江呼瑪縣,向東擴(kuò)展到遼寧東部山區(qū),小麥作為喜涼作物,在溫度、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等多重因素的影響下呈現(xiàn)出顯著的北退現(xiàn)象。1.3氣候變化對(duì)糧食生產(chǎn)質(zhì)量的影響氣候變化可能導(dǎo)致農(nóng)業(yè)的不穩(wěn)定性增加,農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)將會(huì)受到影響。研究表明,華北平原區(qū)域在夜間冠層增溫2.5℃,冬小麥生育期提前、生長(zhǎng)期縮短,產(chǎn)量下降26.6%。從1991-2000年,華北平原耕地生產(chǎn)潛力小幅減少1.1%,約52.7kg/hm2。研究估計(jì),如果不采取氣候變化適應(yīng)對(duì)策,到2030年全國(guó)糧食綜合生產(chǎn)能力可能下降5%-10%。氣候變化同時(shí)也會(huì)對(duì)農(nóng)作物品質(zhì)產(chǎn)生影響。CO2濃度升高對(duì)品質(zhì)的影響因作物品種而異。在CO2濃度加倍的條件下,大豆、冬小麥和玉米的氨基酸和粗蛋白質(zhì)含量均呈下降趨勢(shì)。當(dāng)溫度和CO2濃度均增加時(shí),水稻籽粒蛋白含量降低,對(duì)人體很重要的鐵、鋅元素以及稻米籽粒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)(蛋白質(zhì)與氨基酸含量)顯著下降,直鏈淀粉含量將會(huì)增加。1.4氣象災(zāi)害發(fā)生的特點(diǎn)隨著氣候變化,高溫、洪澇、干旱、臺(tái)風(fēng)、寒害等極端天氣事件發(fā)生的頻率有可能增加,最主要的是干旱和洪澇災(zāi)害發(fā)生幾率較大,其導(dǎo)致的災(zāi)害損失約占?xì)庀鬄?zāi)害的70%-85%。氣候變化會(huì)加劇農(nóng)作物病蟲害的流行和雜草蔓延,病蟲害出現(xiàn)范圍也可能向高緯度地區(qū)延伸。研究表明,生長(zhǎng)季變暖可使大部病蟲害發(fā)育歷期縮短、危害期延長(zhǎng),害蟲種群增長(zhǎng)力增加、世代增加,發(fā)生界限北移和海拔界限高度增加,危害面積和程度不斷加大加重,尤其是水稻病蟲害早發(fā)和向北擴(kuò)張趨勢(shì)突出。1.5糧食與糧食等價(jià)格波動(dòng)氣候變化影響糧食安全,全球糧食總產(chǎn)量因嚴(yán)重自然災(zāi)害而降低,到2030年,我國(guó)種植業(yè)產(chǎn)量總體上因全球變暖可能會(huì)減少5%-10%左右,其中小麥,水稻和玉米三大作物均以減產(chǎn)為主。而當(dāng)前世界主要糧食價(jià)格波動(dòng)呈放大趨勢(shì),糧食安全問題已成為一個(gè)不容忽視的重要問題。氣候變化影響農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易,全球極端天氣事件增加,災(zāi)害頻繁而嚴(yán)重。未來氣候變化影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn),也間接影響農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格和貿(mào)易活動(dòng),相關(guān)研究認(rèn)為中國(guó)的氣溫升高降低了糧食貿(mào)易量。2農(nóng)業(yè)部門對(duì)氣候變化的適應(yīng)技術(shù)措施綜合相關(guān)文獻(xiàn)分析,目前農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)對(duì)氣候變化的主要適應(yīng)技術(shù)措施包括:2.1農(nóng)作物種植調(diào)整針對(duì)氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)種植制度和布局的影響,在分析和預(yù)測(cè)農(nóng)業(yè)氣候資源條件變化的基礎(chǔ)上,調(diào)整農(nóng)作物的種植模式,改進(jìn)農(nóng)作物的品種布局,提高復(fù)種指數(shù),調(diào)整作物種植季節(jié)。如西北干旱區(qū)減少高耗水量的農(nóng)作物種植,增加馬鈴薯等節(jié)水、耐旱型農(nóng)作物的生產(chǎn)。東北地區(qū)利用氣候變暖熱量增加趨勢(shì),應(yīng)適當(dāng)推進(jìn)水稻種植區(qū)域北移,華南地區(qū)適當(dāng)增加雙季稻中高適宜種植區(qū)面積,西南地區(qū)應(yīng)向高海拔和高緯度地區(qū)增加農(nóng)作物種植面積。2.2糧食與糧食的對(duì)接針對(duì)氣候變化對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,開發(fā)農(nóng)作物高光效育種,抗高溫育種技術(shù),選育抗逆品種,提高作物的光合效能以及對(duì)逆境的抵抗能力,不但可以抵消氣候變化引起的不利影響,還可以充分利用未來農(nóng)作物的高CO2肥效作用使糧食獲得增產(chǎn),保證子孫后代的糧食安全。如隨著氣候變暖,熱量資源的增加,玉米早熟品種逐漸被晚熟品種代替,過渡型、半冬性或弱冬性生態(tài)類型的冬小麥品種逐漸取代強(qiáng)冬性冬小麥品種,這些都是應(yīng)對(duì)氣候變暖的適應(yīng)性行為,有助于農(nóng)作物總產(chǎn)的穩(wěn)定和提高。2.3建立災(zāi)害預(yù)警體系針對(duì)氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)旱澇及病蟲害等氣候?yàn)?zāi)害的影響,開展農(nóng)業(yè)氣候?yàn)?zāi)害預(yù)測(cè),建立農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng),特別是建立干旱、洪澇、低溫災(zāi)害、重大植物病蟲害等防空減災(zāi)體系,并建立農(nóng)業(yè)災(zāi)害保險(xiǎn)機(jī)制等,同時(shí)開展研發(fā)生物農(nóng)藥有效靶標(biāo)技術(shù),物理與生態(tài)調(diào)控技術(shù)以及化學(xué)防治技術(shù)等,有效規(guī)避農(nóng)業(yè)氣候?yàn)?zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。2.4推廣節(jié)水灌溉、地膜和秸稈覆蓋技術(shù),提高土壤水分加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)可以提高農(nóng)作物抗旱,抗?jié)车饶芰?有利于增強(qiáng)應(yīng)對(duì)氣候變化的適應(yīng)能力和防御災(zāi)害能力,如推廣膜下滴水等節(jié)水灌溉技術(shù)、地膜和秸稈覆蓋技術(shù),可以提高地溫、減少土壤水分蒸發(fā)及增加土壤有機(jī)質(zhì)。在干旱缺水山區(qū)興建一批蓄水塘庫,普及集雨設(shè)施與補(bǔ)灌技術(shù),開展坡改梯和溝壩地農(nóng)田基本建設(shè)等,提高農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)對(duì)氣候變化的物質(zhì)基礎(chǔ)與適應(yīng)能力。3農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的適應(yīng)性建設(shè)存在一些問題3.1適應(yīng)技術(shù)能力薄弱,缺乏典型區(qū)域示范農(nóng)業(yè)領(lǐng)域適應(yīng)氣候變化技術(shù)還處于發(fā)展的初步階段,各類技術(shù)分散于不同部門,其應(yīng)用領(lǐng)域、影響范圍和成熟度均有不同,限制了適應(yīng)氣候變化技術(shù)的發(fā)展,農(nóng)業(yè)領(lǐng)域適應(yīng)技術(shù)主要集中在農(nóng)作物品種改良、農(nóng)業(yè)氣候?yàn)?zāi)害防控和基礎(chǔ)設(shè)施條件建設(shè)上,適應(yīng)技術(shù)的自主研發(fā)能力較弱,適應(yīng)技術(shù)之間相互聯(lián)系和依賴性相對(duì)較差,適應(yīng)技術(shù)缺少典型區(qū)域示范,有效的適應(yīng)技術(shù)薄弱,如在西北、高緯度和高海拔地區(qū)適應(yīng)溫度升高的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù),目前仍在試驗(yàn)中,尚未形成配套和示范規(guī)模。部分適應(yīng)技術(shù)措施可操作性不強(qiáng),尚未形成和建立可操作性的適應(yīng)技術(shù)清單和適應(yīng)技術(shù)集成體系。3.2技術(shù)的適應(yīng)效果分析選擇適應(yīng)技術(shù)和措施是存在風(fēng)險(xiǎn)和成本的,目前我國(guó)對(duì)氣候變化適應(yīng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)尚停留在對(duì)現(xiàn)有可用技術(shù)的分析篩選,基于氣候變化影響的風(fēng)險(xiǎn)分析,采取有效性的針對(duì)適應(yīng)技術(shù)措施以及對(duì)各可行農(nóng)業(yè)適應(yīng)技術(shù)的評(píng)估研究還很缺乏,對(duì)適應(yīng)技術(shù)的表達(dá)方式和適應(yīng)效果分析比較薄弱,目前對(duì)適應(yīng)成本效益分析的全面評(píng)估仍然非常缺乏,應(yīng)推進(jìn)相關(guān)研究,以便為制定和實(shí)施適應(yīng)對(duì)策提供科學(xué)依據(jù)。3.3適應(yīng)的基線較低適應(yīng)氣候變化是一個(gè)系統(tǒng)工程,需要巨大的資金支持,特別是發(fā)展中國(guó)家,由于適應(yīng)的基線較低,在適應(yīng)行動(dòng)中需要投入的資金更大。目前我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域尚未構(gòu)建完善和成熟的適應(yīng)技術(shù)推廣體系,尚無行業(yè)可操作性的適應(yīng)技術(shù)清單,在技術(shù)研發(fā)和引進(jìn)以及適應(yīng)技術(shù)措施示范方面缺乏穩(wěn)定的資金和政策保障。3.4戰(zhàn)略規(guī)劃指導(dǎo)欠缺目前農(nóng)業(yè)領(lǐng)域適應(yīng)氣候變化的技術(shù)措施開發(fā)和應(yīng)用水平很不平衡,理論研究較多,實(shí)踐信息不足。對(duì)適應(yīng)技術(shù)研究的科學(xué)基礎(chǔ)薄弱,目前科學(xué)認(rèn)識(shí)水平尚不足以滿足制訂科學(xué)的適應(yīng)規(guī)劃的需要。因此,在采取應(yīng)對(duì)氣候變化的適應(yīng)行動(dòng)中,缺少國(guó)家適應(yīng)戰(zhàn)略規(guī)劃的指導(dǎo),導(dǎo)致農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)對(duì)氣候變化適應(yīng)行動(dòng)分散、針對(duì)性不強(qiáng)。由于缺乏有效的國(guó)際合作制度,發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家在適應(yīng)問題上一直存在著很大的分歧和矛盾,不能公平和及時(shí)掌握農(nóng)業(yè)領(lǐng)域適應(yīng)技術(shù)研究與創(chuàng)新的最新動(dòng)態(tài),導(dǎo)致在引進(jìn)、吸收和轉(zhuǎn)化先進(jìn)技術(shù)方面的國(guó)際合作基礎(chǔ)薄弱。3.5適應(yīng)氣候變化的能力做得少雖然國(guó)內(nèi)外對(duì)適應(yīng)氣候變化作為應(yīng)對(duì)氣候變化的主要途徑達(dá)成一致。但是氣候變化的適應(yīng)問題卻沒有得到真正的重視,對(duì)如何提高公眾適應(yīng)氣候變化的意識(shí)與管理水平,增強(qiáng)適應(yīng)氣候變化的能力做得很少。當(dāng)前中國(guó)農(nóng)業(yè)以家庭為單位的分散經(jīng)營(yíng)為主,小規(guī)模的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式同農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的矛盾突出,相關(guān)政策推行、技術(shù)普及成本高昂,可操作性難度大。因此,應(yīng)進(jìn)一步利用現(xiàn)代信息傳播技術(shù),加強(qiáng)適應(yīng)氣候變化的先進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的普及、推廣及應(yīng)用培訓(xùn),提高公眾對(duì)氣候變化影響認(rèn)識(shí)的深刻性和行動(dòng)的自覺性。4未來農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)法規(guī)開發(fā)對(duì)策4.1農(nóng)業(yè)地位及氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響農(nóng)業(yè)領(lǐng)域溫室氣體排放增長(zhǎng)快、減排潛力大以及較高的生態(tài)脆弱性等決定了其在全球氣候談判中的地位隨著國(guó)際應(yīng)對(duì)氣候變化努力的發(fā)展而日漸提升。農(nóng)業(yè)在氣候談判中地位的變化對(duì)氣候談判產(chǎn)生了重大而深遠(yuǎn)的影響。然而由于氣候變化事實(shí)研究的不確定性,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性增加,產(chǎn)量波動(dòng)加大。因此,加強(qiáng)氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域影響的科學(xué)系統(tǒng)研究,開展適應(yīng)技術(shù)的成本效益分析,農(nóng)業(yè)適應(yīng)技術(shù)選擇與評(píng)價(jià)既要考慮區(qū)域之間的差異性,還要考慮區(qū)域內(nèi)部的相對(duì)一致性和可操作性,減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不確定性,進(jìn)一步提升農(nóng)業(yè)在全球氣候談判中地位。4.2建立適應(yīng)氣候變化技術(shù)體系,完善農(nóng)業(yè)適應(yīng)技術(shù)在充分收集和總結(jié)現(xiàn)有農(nóng)業(yè)適應(yīng)技術(shù)基礎(chǔ)上,根據(jù)不同區(qū)域氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的影響和響應(yīng)特征,構(gòu)建應(yīng)對(duì)氣候變化的農(nóng)業(yè)適應(yīng)技術(shù)清單(見表1),并選擇典型區(qū)域進(jìn)行示范,全面推廣成熟與無悔的農(nóng)業(yè)適應(yīng)技術(shù)。建立農(nóng)業(yè)適應(yīng)技術(shù)集成體系,對(duì)各種適應(yīng)技術(shù)進(jìn)行選擇、優(yōu)化、配置,形成一個(gè)由適宜要素組成的、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的、匹配的有機(jī)體系,當(dāng)前階段,我國(guó)適應(yīng)氣候變化技術(shù)體系整合集成亟需開展的關(guān)鍵工作包括:國(guó)家適應(yīng)氣候變化技術(shù)體系構(gòu)建與技術(shù)清單編制;優(yōu)選現(xiàn)有比較成熟的適應(yīng)技術(shù),吸收最新適應(yīng)技術(shù)研發(fā)成果,評(píng)估其綜合效益與適用范圍,構(gòu)建中國(guó)適應(yīng)氣候變化的基本理論