氣候變化對中國南方水稻產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)影響及其適應(yīng)策略＊

周曙東 朱紅根,2

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,江蘇南京210095;2.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)貿(mào)學(xué)院,江西南昌330045)

氣候變化對中國南方水稻產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)影響及其適應(yīng)策略＊

周曙東1朱紅根1,2

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,江蘇南京210095;2.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)貿(mào)學(xué)院,江西南昌330045)

文章通過構(gòu)建經(jīng)濟(jì)-氣候模型(簡稱C-D-C模型),運(yùn)用計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型實(shí)證分析氣候變化對南方水稻產(chǎn)量的影響,并對未來氣候變化情景的影響進(jìn)行了模擬評估。結(jié)果表明,氣候?qū)δ戏降貐^(qū)水稻產(chǎn)量有顯著負(fù)影響,且氣候?qū)Ω鲄^(qū)域影響存在差異,降水對華南、華中和華東地區(qū)有負(fù)的作用,而對西南地區(qū)有一定正影響;溫度對西南、華南、華東和華中地區(qū)都有負(fù)的影響,未來氣候變化情景對南方水稻產(chǎn)量的影響以減產(chǎn)為主,應(yīng)引起政府和農(nóng)戶的高度重視。最后,根據(jù)實(shí)證分析結(jié)果,提出了南方地區(qū)水稻生產(chǎn)適應(yīng)氣候變化的對策建議。

氣候變化;水稻產(chǎn)量;經(jīng)濟(jì)影響;中國南方;C-D-C模型

在20世紀(jì)綠色革命時(shí)期,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速增長主要依靠現(xiàn)代要素投入及灌溉和化肥投入的增加,綠色革命使發(fā)展中國家的食物供給能滿足不斷增長的人口需求,但是,由于受各種因素的影響,世界各國特別是發(fā)展中國家的糧食安全問題面臨考驗(yàn),這種考驗(yàn)由于受氣候變化的影響變得更加日益嚴(yán)峻[1]。因此分析氣候變化對糧食產(chǎn)量的影響顯得非常必要,這對于保障我國糧食安全,調(diào)整農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要的指導(dǎo)作用。關(guān)于影響作物生產(chǎn)的因素,許多因內(nèi)外學(xué)者都作了大量研究[2-3],通常情況下,通過增加物質(zhì)要素投入,提高管理水平都能增加作物產(chǎn)量,但是并不意味可以忽視氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響,特別是在當(dāng)前氣候變化明顯的情況下。

關(guān)于氣候變化對農(nóng)作物產(chǎn)量的影響仍然顯得不確定,有許多學(xué)者[4-5]主要利用間接作物模型評估了氣候變暖對作物產(chǎn)量的影響,但只有少部分學(xué)者實(shí)證分析過去氣候變化對作物產(chǎn)量的直接影響,如有研究結(jié)果表明,在作物生長期間,溫度每上升1℃,美國的玉米和大豆產(chǎn)量就會下降17%[6];通過分析了夜溫與水稻產(chǎn)量之間的關(guān)系,結(jié)果表明,夜溫越高,水稻產(chǎn)量越低[7];美國學(xué)者構(gòu)建了一個(gè)自變量不僅包括了玉米關(guān)鍵生長期的氣候因子,而且還包括一系列社會經(jīng)濟(jì)因素的混合模型,并利用多元回歸法分析了氣候變化對美國玉米產(chǎn)量的影響[8];中國臺灣學(xué)者構(gòu)建了包括氣候因子和經(jīng)濟(jì)因子在內(nèi)的氣候變化影響模型,并運(yùn)用面板數(shù)據(jù)模型評估了氣候變化對臺灣15個(gè)地區(qū)59種農(nóng)作物的潛在影響,結(jié)果顯示,氣候變化對臺灣蔬菜有積極影響,而對谷類作物有負(fù)的影響[9]。我國科學(xué)家利用經(jīng)濟(jì)模型研究氣候變化對農(nóng)業(yè)影響的工作涉及不多,丑潔明,葉篤正等人將氣候變化研究和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究相結(jié)合,在傳統(tǒng)C-D生產(chǎn)函數(shù)模型的基礎(chǔ)上,加入了氣候因素,構(gòu)建經(jīng)濟(jì)—?dú)夂蛐履Ｐ陀脕碓u價(jià)氣候變化對糧食產(chǎn)量的影響,得出3月和6月的降水量對全年糧食產(chǎn)量有著重要影響,結(jié)果明顯好于沒有添加氣候因子的模擬[10]。

綜上所述,在我國的氣象學(xué)研究中,尚未普遍引入經(jīng)濟(jì)學(xué)的理論和方法,而經(jīng)濟(jì)學(xué)家則缺乏氣候變化的概念,使得這一交叉領(lǐng)域的研究進(jìn)展緩慢[11]。我國經(jīng)濟(jì)學(xué)界大部分學(xué)者在分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響因素時(shí),通常只將各種物質(zhì)要素投入、制度因素及區(qū)域特征因素納入模型,較少考慮氣候因子對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響,忽視了氣候變量在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要作用,而自然科學(xué)研究氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響時(shí),主要是從自然生態(tài)因素的變化探討農(nóng)業(yè)波動可能受到的影響,所采用的方法是純自然的實(shí)驗(yàn)研究方法,需要有堅(jiān)實(shí)的觀測實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),一般不涉及社會經(jīng)濟(jì)因素。眾周所知,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受社會經(jīng)濟(jì)因素和氣候因素的共同影響,氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響取決于不同農(nóng)業(yè)區(qū)的不同氣候條件和經(jīng)濟(jì)條件及農(nóng)業(yè)政策的相互作用,需要作為氣象學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)的交叉學(xué)科問題來加以探討。

因此,本文以C-D生產(chǎn)函數(shù)為理論基礎(chǔ),通過在模型中增加氣候變量,構(gòu)建“經(jīng)濟(jì)-氣候”新模型,簡稱為C-D-C模型,實(shí)證分析氣候變化對南方地區(qū)水稻產(chǎn)量的影響,并對未來氣候變化情景的潛在影響進(jìn)行模擬評估。

1 模型構(gòu)建

1.1 理論模型

通常,水稻生產(chǎn)存在多種多樣的相互依存的數(shù)量關(guān)系,它是自然生產(chǎn)與社會生產(chǎn)相結(jié)合的過程,它不僅受溫度、降水等氣候因素和化肥、勞動力、機(jī)械等要素投入的影響,而且還受技術(shù)進(jìn)步、管理水平、制度變遷及區(qū)域特征影響。因此,水稻產(chǎn)量的影響因素理論模型如下:

Y=F(Xj,Cn,Dm,TE,Tr)

其中,Y表示水稻產(chǎn)量;Xj表示一系列的土地、勞動力、化肥、機(jī)械等物質(zhì)要素的投入;Cn表示溫度、降水量等氣候變量;Dm為一組區(qū)域虛擬變量,用以說明其他變量沒有直接說明的社會、經(jīng)濟(jì)、自然稟賦以及氣候在時(shí)間和區(qū)域方面的差異;TE為反映技術(shù)進(jìn)步變量。Tr為一組制度變遷虛擬變量,用于反映制度變遷。

1.2 研究假說

根據(jù)相關(guān)理論及我國南方地區(qū)水稻生產(chǎn)的實(shí)際,提出如下研究假說:

假說1:氣候變化對南方水稻產(chǎn)量有顯著負(fù)影響。

假說2:氣候變化對南方水稻產(chǎn)量的影響存在區(qū)域差異。

1.3 實(shí)證模型構(gòu)建

為驗(yàn)證上述假說1和2,本文分別構(gòu)建模型(1)、(2)。

首先,把水稻產(chǎn)量作為被解釋變量,選取氣候變量、水稻種植面積、化肥投入、農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力、勞動力投入、技術(shù)進(jìn)步、區(qū)域虛擬變量及制度政策變量為解釋變量。這樣可建立模型(1),具體為:

其中,i和t代表第i省的第t年份;Yit表示水稻產(chǎn)量,RF表示水稻生長季節(jié)的平均降水量;TP表示水稻生長季節(jié)的平均溫度;AC表示水稻種植面積;FT表示水稻生產(chǎn)的化肥投入量;AM表示水稻生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力;LB表示從事水稻生產(chǎn)的勞動力總數(shù);TE反映技術(shù)進(jìn)步影響的變量;T1用于反映家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制對水稻產(chǎn)量的影響,T2用于反映“米袋子”省長負(fù)責(zé)制對水稻產(chǎn)量的影響。在模型(1)中引入一組表示地區(qū)特征的虛擬變量 Dm,用以說明其他變量沒有直接說明的社會、經(jīng)濟(jì)、自然稟賦以及氣候在時(shí)間和區(qū)域方面的差異。

考慮到氣候變化對不同地區(qū)水稻產(chǎn)量的影響可能會有差異,按不同地區(qū)來分析氣候變化對地區(qū)間水稻產(chǎn)量的影響有助于更細(xì)致地觀察氣候變化的區(qū)域影響效應(yīng),因此,建立溫度、降水與區(qū)域虛擬變量交互項(xiàng)回歸模型(2)。

2 數(shù)據(jù)來源及變量處理

2.1 數(shù)據(jù)來源

本研究數(shù)據(jù)采集區(qū)域范圍及時(shí)間,主要包括南方水稻主產(chǎn)區(qū)12個(gè)省份(考慮數(shù)據(jù)的完整性,作者把海南省合并到廣東省,把重慶市合并到四川省)和1978-2007年期間30年的數(shù)據(jù),氣候數(shù)據(jù)主要是水稻生長期間月平均溫度和平均降水量,來自江西省氣象局。水稻投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)(如產(chǎn)量、面積、勞動力、農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力、化肥投入等)主要來自歷年中國統(tǒng)計(jì)年鑒、中國農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒、中國農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒等。

2.2 主要變量處理

參考大多數(shù)學(xué)者的做法,本文一些主要變量的處理如下:水稻生產(chǎn)勞動力投入數(shù)量 (LB)=農(nóng)林牧副漁從業(yè)人員數(shù)×(農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值/農(nóng)林牧副漁總產(chǎn)值)×(水稻播種面積/農(nóng)作物播種面積);農(nóng)業(yè)機(jī)械投入量(AM)=農(nóng)業(yè)機(jī)械化總動力×(水稻播種面積/農(nóng)作物播種面積);化肥投入量(FT)=化肥投入量×(水稻播種面積/農(nóng)作物播種面積);水稻生長季節(jié)平均溫度(TP)為水稻生長季節(jié)的月平均溫度;水稻生長季節(jié)平均降水量(RF)為水稻生長季節(jié)的月平均降水量;關(guān)于反映技術(shù)進(jìn)步變量,現(xiàn)有大部分學(xué)者都用時(shí)間趨勢來替代,但在本文中不宜采用這種方法,原因在于技術(shù)進(jìn)步對水稻產(chǎn)量影響的關(guān)鍵是提高水稻單位面積產(chǎn)量,而不是擴(kuò)大種植面積,基于此,作者不用時(shí)間趨勢來替代,而是把各省基期1978年的水稻單產(chǎn)作為分母,用各年的實(shí)際水稻單產(chǎn)作為分子,相除得出一個(gè)系數(shù)來替代各省的技術(shù)進(jìn)步。關(guān)于制度政策變量,改革開放以來,我國政府實(shí)施了一系列的農(nóng)業(yè)政策促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展,但在這一系列的政策中,其中對水稻生產(chǎn)影響最大的還是1978年開始實(shí)行的家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制及1995年執(zhí)行的“米袋子”省長負(fù)責(zé)制。所以,本文主要分析這兩項(xiàng)政策對水稻產(chǎn)量的影響。由于任何一項(xiàng)政策的執(zhí)行都有它的時(shí)效性,所以對于1978年開始實(shí)行的家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制,作者主要測定1978-1985期間的制度績效,當(dāng)年份為1978-1985時(shí),T1=1,其它年份時(shí),T1=0。而對于1995年執(zhí)行的“米袋子”省長負(fù)責(zé)制,由于“米袋子”省長負(fù)責(zé)制事實(shí)上主要依賴傳統(tǒng)的行政手段,將負(fù)責(zé)制層層分解,變成各級首長負(fù)責(zé)制,從而可能造成效率目標(biāo)與產(chǎn)量目標(biāo)的沖突,基于此,作者主要考察1995-2000年間“米袋子”省長負(fù)責(zé)制的制度績效,當(dāng)年份為1995-2000時(shí),T2=1,其它年份時(shí),T2=0。對于區(qū)域虛擬變量,根據(jù)大多數(shù)學(xué)者的做法,將廣東、福建和廣西列為華南區(qū),江西、湖南和湖北列為華中區(qū),安徽、江蘇和浙江列為華東區(qū),云南、貴州及四川列為西南區(qū),本文以華南區(qū)為參照對象,當(dāng)省份為華中區(qū)時(shí),D1=1,其它則為0;當(dāng)省份為華東區(qū)時(shí),D2=1,其它則為0;當(dāng)省份為西南區(qū)時(shí),D3=1,其它則為0。

表1 氣候變化對南方水稻產(chǎn)量影響的模型結(jié)果Tab.1 The model results of climate change on the rice yield in the South of China

3 實(shí)證模型結(jié)果分析

本文采用截面數(shù)據(jù)與時(shí)間序列的混和數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,為進(jìn)一步減少截面異方差和時(shí)間序列自相關(guān)對回歸結(jié)果造成的不利影響,采用廣義最小二乘法 G LS進(jìn)行估計(jì)。具體回歸結(jié)果見表1。

從表1可知,模型結(jié)果總體上比較良好,R2和Adj R2都比較高,說明南方地區(qū)水稻產(chǎn)量影響因素方程的解釋能力為98.3%,即氣候因素加上控制變量水稻種植面積、勞動投入、化肥投入、農(nóng)業(yè)機(jī)械投入、技術(shù)進(jìn)步、制度政策及區(qū)域特征能夠?qū)δ戏降貐^(qū)水稻產(chǎn)量的98.3%做出解釋。模型總體顯著性在1%水平上通過檢驗(yàn),F值較大,說明模型中各因素對南方水稻產(chǎn)量的共同影響是顯著的。氣候變量在模型(1)中都通過了1%水平的顯著性檢驗(yàn),并且系數(shù)為負(fù),表示氣候變化對南方水稻產(chǎn)量有負(fù)的影響,假說1得到驗(yàn)證。大部分控制變量也都通過了不同水平的顯著性檢驗(yàn)。

(1)平均溫度上升對水稻產(chǎn)量的影響。從模型(1)結(jié)果可以看出,水稻生長季節(jié)期間的平均溫度在1%水平上通過了顯著性檢驗(yàn)且其系數(shù)為負(fù),表明溫度升高會引起南方水稻總產(chǎn)量下降,其主要原因在于溫度升高,南方地區(qū)水稻生長發(fā)育加快,生育期大大縮短,有效分蘗減少,導(dǎo)致總干重和穗重減少,從而影響水稻產(chǎn)量。

由于南方地區(qū)各省水稻生長季節(jié)平均溫度界于19.3℃到27.0℃之間,因此,作者測算了平均溫度上升1℃對南方水稻產(chǎn)量的影響,結(jié)果顯示南方地區(qū)水稻生長期間平均溫度上升1℃將導(dǎo)致南方水稻產(chǎn)量下降幅度界于2.52%-3.48%之間,南方水稻產(chǎn)量平均下降幅度達(dá)2.99%,這個(gè)研究結(jié)果比Penget al.(2004),Nichalls(1997),Lobell and Asner(2003),Liangzhi Y ouet al.(2005)[12-13]等作者的研究結(jié)果要小。表2顯示了這些研究結(jié)果的比較。這些研究結(jié)果差異在一定程度上表明了溫度升高對不同區(qū)域不同作物的影響是不一樣的,另外同樣反映了不同區(qū)域適應(yīng)氣候變化能力的差異。

(2)平均降水增加對水稻產(chǎn)量的影響。從模型(1)結(jié)果可知,水稻生長季節(jié)期間平均降水在1%水平上通過了顯著性檢驗(yàn)且其系數(shù)為負(fù),表明降雨過多會對水稻生產(chǎn)帶來負(fù)面影響,這是因?yàn)閺?qiáng)降水會抑制水稻等作物生長發(fā)育,稻田灌水過深,造成含氧量少,使分蘗受抑制,直接影響產(chǎn)量;南方地區(qū)處于開花授粉階段的早稻如受暴雨沖刷,會使授粉結(jié)實(shí)率受到較大影響,不利于后期產(chǎn)量形成。

由于南方地區(qū)水稻生長期間的平均降水為150.939毫米,因此,作者測算了南方地區(qū)水稻生長期間平均降水量增加10毫米對南方水稻產(chǎn)量的影響,結(jié)果顯示降水增加10毫米將導(dǎo)致南方水稻產(chǎn)量平均下降幅度為0.40%。

(3)控制變量對水稻產(chǎn)量的影響。從模型(1)可知,水稻種植面積、勞動力投入、化肥投入量等要素對南方水稻產(chǎn)量有積極影響,并且都通過了1%水平的檢驗(yàn),表明中國南方地區(qū)要保障糧食生產(chǎn),減緩氣候變化帶來的不利影響就應(yīng)當(dāng)擴(kuò)大水稻種植面積,增加勞動力、化肥等要素投入。具體來看,水稻種植面積每增加1%,南方地區(qū)水稻總產(chǎn)量將增加0.85個(gè)百分點(diǎn),并且其彈性系數(shù)在所有變量中最大,由此說明南方地區(qū)水稻產(chǎn)量的增加在很大程度上依賴于耕地資源,暗含要保障南方地區(qū)水稻主產(chǎn)區(qū)的地位不動搖,保護(hù)耕地顯得尤為重要。另外,化肥投入和勞動力對水稻產(chǎn)量有顯著正影響,兩者分別增加1個(gè)百分點(diǎn),則南方地區(qū)水稻總產(chǎn)量將分別增加0.193和0.048個(gè)百分點(diǎn)。

表2 溫度升高1℃對不同地區(qū)作物的影響的比較Tab.2 The compare of temperature increases 1℃impact on the crops in different regions

而農(nóng)業(yè)機(jī)械投入沒有通過顯著性檢驗(yàn),其主要原因在于:第一、南方地區(qū)的農(nóng)業(yè)機(jī)械投入主要集中于交通運(yùn)輸方面。第二、南方地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展只是在一定程度上減輕了勞動強(qiáng)度,是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)展之后,農(nóng)村勞動力大部分轉(zhuǎn)移至鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)就業(yè)所致。這種機(jī)械對勞動力替代的主要目標(biāo)不是增加糧食產(chǎn)量,而是替代農(nóng)村勞動力。

技術(shù)進(jìn)步對南方水稻產(chǎn)量的影響在1%水平上通過顯著性檢驗(yàn)且其系數(shù)符號為正,表明改革開放以來,南方地區(qū)水稻生產(chǎn)新技術(shù)的推廣和應(yīng)用,特別是優(yōu)良品種的推廣、旱育稀植技術(shù)和拋秧等增產(chǎn)節(jié)本栽培技術(shù)的推廣應(yīng)用,為水稻產(chǎn)量的不斷提高奠定了技術(shù)基礎(chǔ),如雜交稻比常規(guī)蹈的增產(chǎn)效果達(dá)到15%左右,水稻旱育稀植栽培技術(shù)能提高秧苗素質(zhì)和抗性,減少了災(zāi)害的影響,增產(chǎn)效果明顯。技術(shù)進(jìn)步的正面影響意味著加快技術(shù)進(jìn)步是減緩氣候變化不利影響的主要措施。

政策制度變量T1通過了1%水平的顯著性檢驗(yàn),表明家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制的實(shí)施在1978-1985期間極大激發(fā)了農(nóng)戶的生產(chǎn)積極性,促進(jìn)了南方地區(qū)水稻產(chǎn)量的快速增長。政策制度變量T2沒有通過顯著性檢驗(yàn),表明米袋子省長負(fù)責(zé)制的實(shí)施在1995-2000年期間對于水稻產(chǎn)量增加的貢獻(xiàn)不顯著。區(qū)域虛擬變量D1、D2、D3在1%水平上都通過了顯著性檢驗(yàn)且系數(shù)為正。

(4)氣候變化對南方水稻產(chǎn)量影響的區(qū)域差異。第一,溫度對水稻產(chǎn)量影響存在區(qū)域差異。從模型(2)可知,溫度與D1和D2的交互項(xiàng)通過了1%水平的顯著性檢驗(yàn),而與D3的交互項(xiàng)沒有通過顯著性檢驗(yàn)。從各個(gè)交互項(xiàng)的系數(shù)來看,溫度對南方水稻產(chǎn)量總的影響系數(shù)為-0.789+0.169D1+0.148D2-0.019D3,即對華南地區(qū)水稻產(chǎn)量的影響系數(shù)為-0.789,而對華中地區(qū)水稻產(chǎn)量的影響系數(shù)為-0.620,表明溫度升高對華中地區(qū)水稻生產(chǎn)有負(fù)的影響,但與華南地區(qū)相比,溫度對華中地區(qū)的負(fù)面影響要小些,原因在于華中地區(qū)的江西、湖南和湖北是丘陵地區(qū),溫度上升可以滿足海拔高地區(qū)種植水稻的要求;溫度對華東地區(qū)水稻產(chǎn)量的影響系數(shù)為-0.641,表明與華南地區(qū)(-0.789)相比,溫度升高對華東地區(qū)水稻生產(chǎn)的負(fù)影響要小些,其原因在于華東地區(qū)緯度稍高,溫度升高后可使以前不適合水稻生長的區(qū)域用于種植水稻,從而可擴(kuò)展水稻種植面積,提高復(fù)種指數(shù),從而在一定程度上可減緩溫度升高帶來的負(fù)面影響;溫度對西南地區(qū)水稻產(chǎn)量的影響系數(shù)雖然沒有通過顯著性檢驗(yàn),但其系數(shù)為負(fù),在一定程度上說明與華南地區(qū)相比,溫度升高對西南地區(qū)水稻生長的負(fù)影響更大一些。第二,降水對水稻產(chǎn)量影響存在區(qū)域差異。從模型(2)可知,降水與D1和D2的交互項(xiàng)通過了1%水平的顯著性檢驗(yàn),而與D3的交互項(xiàng)則沒有通過顯著性檢驗(yàn)。從各個(gè)交互項(xiàng)的系數(shù)可知,降水對南方水稻產(chǎn)量的總體影響系數(shù)為-0.019-0.092D1-0.069D2+0.037D3,即對華南地區(qū)水稻產(chǎn)量的影響系數(shù)為-0.019,對華中地區(qū)水稻產(chǎn)量的影響系數(shù)為-0.111,意味著降水對華南地區(qū)和華中地區(qū)的水稻產(chǎn)量都有負(fù)作用,但與華南地區(qū)相比,降水對華中地區(qū)的負(fù)面影響要大;降水對華東地區(qū)水稻產(chǎn)量的影響系數(shù)為-0.088,大于華南地區(qū)的影響系數(shù)(-0.019),表明與華南區(qū)相比,降水對華東地區(qū)的負(fù)面影響要大;降水對西南地區(qū)水稻產(chǎn)量的影響系數(shù)雖然沒有通過顯著性檢驗(yàn)但其系數(shù)為正,在一定程度上表明降水對西南地區(qū)可能有正的影響。由于缺少必要的數(shù)據(jù),本文對南方水稻生產(chǎn)可能遇到的季節(jié)性干旱問題沒有進(jìn)行分析。

總的來說,降水增加對華南、華中和華東地區(qū)水稻產(chǎn)量有負(fù)的影響,而對西南地區(qū)水稻產(chǎn)量可能有一定正的影響;溫度升高對華南、華中、華東及西南地區(qū)都有負(fù)的影響。

4 氣候變化對南方水稻產(chǎn)量影響的情景模擬

分析氣候變化影響的另一個(gè)重要任務(wù)就是模擬評估未來氣候變化情景的影響,本文用三個(gè)(GCMs)未來氣候變化情景進(jìn)行模擬分析,分別是 HadCM2,CGCM1和ECHAM4,其有關(guān)信息及模擬結(jié)果見表3。

表3 氣候變化情景對中國南方水稻產(chǎn)量影響評估模擬Tab.3 The assessment simulation of climate change scenarios impact on southern rice production

表4 氣候變化情景對南方各區(qū)域水稻產(chǎn)量影響評估模擬Tab.4 The assessment Simulation of Climate change scenarios on rice production in different region

由表3可知,在2020s、2050s,未來各種氣候變化情景對南方水稻產(chǎn)量的影響以減產(chǎn)為主,含交互項(xiàng)與不含交互項(xiàng)模型相比,各種氣候變化情景在不含交互項(xiàng)模型中的影響稍大;對比各種氣候變化情景之間的影響程度,總體上,CGCM1-gg情景下對南方水稻產(chǎn)量的負(fù)面影響最大,在2020s、2050s,其影響幅度分別都在5.0%和10.0%以上;其次是 CGCM1-gs、ECHAM4-gg和 HadCM2-gx,最小的為HadCM2-gs情景。

為進(jìn)一步模擬未來氣候變化情景對南方各區(qū)域的影響,作者根據(jù)模型(2)回歸結(jié)果模擬了評估 HadCM2,CGCM1和 ECHAM4情景下的影響,其結(jié)果見表4。

從表4可知,未來氣候變化情景對南方水稻產(chǎn)量的影響存在差異性,總體上,氣候變化對西南區(qū)水稻產(chǎn)量的負(fù)面影響最大,其次是華南區(qū)和華東區(qū),影響最小的為華中區(qū)。

5 南方地區(qū)水稻適應(yīng)氣候變化的策略

通過以上實(shí)證分析表明,氣候變化對南方地區(qū)水稻產(chǎn)量有顯著負(fù)影響,并且存在區(qū)域差異性,其中降水增加對華南、華中和華東地區(qū)水稻產(chǎn)量都有負(fù)的影響,對西南地區(qū)水稻產(chǎn)量有一定正影響但不顯著,而溫度升高對華南、華中、華東及西南地區(qū)水稻產(chǎn)量都有負(fù)影響。根據(jù)氣候變化情景模擬結(jié)果表明,未來各種氣候變化情景對南方水稻產(chǎn)量的影響以減產(chǎn)為主,其中對西南區(qū)水稻產(chǎn)量的負(fù)面影響最大,其次是華南區(qū)和華東區(qū),影響最小的為華中區(qū)。根據(jù)以上研究結(jié)論,提出南方地區(qū)水稻適應(yīng)氣候變化的策略如下:

(1)完善氣象預(yù)報(bào)預(yù)警體系。加強(qiáng)氣象信息預(yù)報(bào)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)體系的建設(shè),進(jìn)一步完善氣象信息傳輸服務(wù),把相關(guān)氣象信息及時(shí)傳輸?shù)睫r(nóng)戶層面,提高農(nóng)戶對氣候變化的感知和認(rèn)識意識,促進(jìn)農(nóng)戶積極采取相關(guān)適應(yīng)性措施以減緩氣候變化的不利影響。

(2)加強(qiáng)農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)。要進(jìn)一步加強(qiáng)農(nóng)田水利設(shè)施的基本建設(shè),治理、維護(hù)水利工程,使庫、壩、堤、渠等設(shè)施充分發(fā)揮節(jié)水、保水、用水、集水協(xié)調(diào)一致的功效,以切實(shí)提高水稻生產(chǎn)過程中應(yīng)對氣候變化的能力和減災(zāi)能力。從各區(qū)域來看,華南、華中和華東地區(qū)在水稻生產(chǎn)過程中要注意洪澇災(zāi)害的發(fā)生,增加排澇設(shè)施和蓄水設(shè)施的投入,同時(shí)大力發(fā)展抗洪抗?jié)乘酒贩N;西南地區(qū)由于水資源相對缺乏,水利設(shè)施相對落后,所以要注意增加水利灌溉設(shè)施的投資力度,保障農(nóng)業(yè)水資源的供應(yīng),并大力推廣和采用節(jié)水灌溉技術(shù)及種植耐旱的熱帶水稻品種。

(3)合理調(diào)整水稻布局。氣候變化使水稻生長期的光能資源和熱量資源增加,復(fù)種面積擴(kuò)大,復(fù)種指數(shù)增加,種植北界北移。因此,在華中和華東稻區(qū)北部選用生育期較長、產(chǎn)量潛力較高的中、晚熟品種替代生育期較短、產(chǎn)量潛力較低的早、中熟品種,充分利用日益豐富的熱量資源發(fā)展雙季稻是減緩氣候變化的有效途徑。華中稻區(qū)南部和華南稻區(qū)的雙季稻可以根據(jù)不同的品種搭配,分為早雙季、中雙季和晚雙季;華南稻區(qū)的三熟制亦有早、中、晚之分,從而通過調(diào)整品種布局來適應(yīng)氣候變化、提高產(chǎn)量。在西南高原稻區(qū),雖然在季節(jié)上可以滿足種植雙季稻的要求,但農(nóng)資、勞力等投入將成倍增加,因此不宜改變現(xiàn)有的耕作制度。

(4)積極引進(jìn)和培育水稻新品種。通過品種選育以減少高溫和旱澇逆境對水稻產(chǎn)量的影響,是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展適應(yīng)氣候變化的必然趨勢。其中華南、華中和華東地區(qū)要注重引進(jìn)和培育耐高溫、耐澇的水稻新品種,而西南地區(qū)要引進(jìn)和培育耐高溫、耐旱的水稻新品種。華東稻區(qū)北部和華中稻區(qū)北部可充分利用積溫增加、生長季延長的條件,在品種選育上一方面要注意培育生育期長的中晚熟品種;另一方面要注意選育光合能力強(qiáng)、綜合抗性突出、適應(yīng)性廣的新品種,這樣不僅可提高水稻的抗逆性,還能充分利用CO2濃度增加帶來的施肥效應(yīng),從而確保水稻生產(chǎn)的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效。

(5)加強(qiáng)稻田水肥管理。種植制度及品種優(yōu)化后,水稻生活力強(qiáng),而氣溫升高使田間蒸發(fā)量加大,對水肥的需求也就更大,通過合理灌溉以水調(diào)溫,可以減輕低溫冷害和高溫?zé)岷Φ耐{,增施肥料,改良土壤結(jié)構(gòu),可增加土壤的蓄水能力,并滿足水稻不同生育期對營養(yǎng)元素的需求。另外要加強(qiáng)病蟲防治,氣溫逐漸升高,可形成有利于病蟲繁殖的生態(tài)環(huán)境,應(yīng)進(jìn)一步采用綜合防治措施和高效低毒的農(nóng)藥,并結(jié)合抗性品種及適宜栽培技術(shù)、生物防治等進(jìn)行有效治理。

(6)適當(dāng)調(diào)整播期。調(diào)整作物播期可以改變水稻生育期內(nèi)的溫光水配置,從而使得水稻生長過程趨利避害。適時(shí)提前春播作物的播種日期,可以避開盛夏的高溫影響;推遲秋播作物的播種日期,可以避免冬季變暖的不利影響。因此,在前后期作物茬口和氣象條件等因素允許的情況下,適當(dāng)調(diào)整播期將有利于提高水稻產(chǎn)量。

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Economic Analysis of Climate Change Impact on the Rice Yield in Southern China and Its Adaptive Strategy

ZHOU Shu-dong1ZHU Hong-gen1,2
(1.College of Economics and Management,Nanjing Agricultural University,NanjingJiangsu 210095,China;2.College of Economics and Trade,Jiangxi Agricultural University,NanchangJiangxi 330045,China)

This paper made an empirical analysis of climate change impact on the rice yield in southern China by constructing economicclimate models,and made Simulation evaluation to the impact of future climate change scenarios.The results showed that climate change had a significantly negative impact on rice yield of Southern China,and the impactson different regions were different.Precipitation had a negative role on the southern,central and eastern regions of China,while had a positive impact on the southwest region.Temperature had a negative impact on the southwest,southern eastern and central regions.The future climate change scenarios had a negative impact on the rice yield in the southern China and the government and farmers should pay high attention to it.Finally,the paper put forward policy proposals to the southern rice production adapting climate change on the basis of empirical results.

climate change;rice production;economic impact;southern China;C-D-C Model

F062.2

A

1002-2104(2010)10-0152-06

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.10.026

2010-05-10

周曙東,教授,博導(dǎo),主要研究方向?yàn)橘Y源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)。

朱紅根,副教授,主要研究方向?yàn)橘Y源與環(huán)境,農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)理論與政策。

＊國家社科基金重大項(xiàng)目(No.08&zd015)成果,教育部哲學(xué)社會科學(xué)研究重大課題(No.07JZD0007)成果。

(編輯:劉文政)