氣候變化對農(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)知識的應用與實踐經(jīng)驗的總結(jié)，就氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響進行簡要分析，并以此提出相應的應對措施，以期為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供技術參考。

關鍵詞：氣候變化；農(nóng)業(yè)影響；應對措施

1.氣候變化特征與影響

目前，全球溫度呈上升趨勢，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)作為應對氣候變化四個主要領域之一，氣候變化背景下嚴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年將會遭受氣候變化的嚴重沖擊。依據(jù)氣候模式，氣象專家預測全球溫度在未來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。溫升已嚴重影響了與凍土、冰和積雪有關的生態(tài)系統(tǒng)（如水文、自然、海洋、淡水生物及陸地生物等系統(tǒng)），并且增加了對人工管理與人類系統(tǒng)的影響。

2.氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

2.1對土壤質(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)最為嚴重。土壤通氣性能受其水分條件影響，進而會影響到其內(nèi)固有有機碳的礦化分解和外源有機碳的降解，以此對土壤有機碳含量造成影響。土壤水分不足，空隙率變大（透氣性增強），致使其內(nèi)有機碳含量因礦化分解速率的加快而降低。氣候變暖還會對土壤微生物活動與含量造成影響，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)因土壤有機質(zhì)分解與氮流失的加快而消弱了其對自然災害的抵御能力。

2.2對水環(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)頻率與強度增強，加劇了水資源的不穩(wěn)定性與供需矛盾。基于人類活動與暖干氣候的影響，湖泊補給來自大氣降水的比例逐漸減少，氣候變暖延長了作物生長季節(jié)，農(nóng)業(yè)用水需求量持續(xù)提升，負面影響了區(qū)域農(nóng)業(yè)用水。

2.3對作物種植區(qū)域和種植制度的影響

氣候變暖將使區(qū)域積溫提升，延長了我國長江以北（尤其是高原與中緯度地區(qū)）作物的生長季節(jié)，喜溫作物因低溫冷害的減輕而出現(xiàn)北移，并且擴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，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)在氣候方面的風險。自上世紀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)種植面積擴大，越冬作物逐漸向北擴展；雖然冬小麥在陜西省向北擴展種植，但因降水減少造成的干旱加劇使其生長受限制區(qū)擴大。假設在溫升1.4℃且降水增加4.2%的環(huán)境下，對我國作物種植面積而言，一熟作物會由當前的62.3%下降至39.2%，二、三熟作物分別會由當前24.2%與13.5%上升至24.9%和35.9%。

2.4對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力的影響

溫升程度、降水格局與作物對CO2濃度升高的生理反應為農(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)遷移等均將對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成影響。溫升可使全年生長期延長，對熱量不足地區(qū)與多年生作物有益于生長；溫升對生長期較短的栽培作物在發(fā)育速率方面擁有促進作用，但單產(chǎn)會因生育期縮短而降低。實踐證明，當在生長季節(jié)內(nèi)溫度每升高1℃，小麥產(chǎn)量將會下降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)暖冬時期生育進程加快，拔節(jié)期提前，使其在遭遇倒春寒天氣時凍害發(fā)生機率提升；我國東部玉米、油菜、土豆、水稻與冬小麥在CO2施肥效應提升的情況下可使其潛在生產(chǎn)能力得到有效提高，而對CO2施肥效應不予考慮時則會下降2.5～12%。

3.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應對措施

3.1改善農(nóng)業(yè)基礎設施和條件

要想控制并減輕氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，則須改造現(xiàn)有農(nóng)業(yè)設施以提升其防御氣象災害的能力。具體措施為：①改造老化農(nóng)業(yè)灌排設施，擴大灌溉面積；②通過科學灌溉實現(xiàn)節(jié)水農(nóng)業(yè)；③針對自然災害建設綜合防治工程；④通過地形的改造，促進土壤對水分的吸收，抑制徑流與土壤侵蝕病害；⑤對于北方干旱與半干旱地區(qū)而言，其農(nóng)業(yè)發(fā)展中心應為改土治水，通過農(nóng)田基本建設的加強來對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境進行改善，進而實現(xiàn)農(nóng)田的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。對農(nóng)田防護林加大建設力度，研究顯示：在農(nóng)田防護林有效范圍內(nèi)，可有效提升相對濕度10～20%，減小地表風速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)田防護林的營造與養(yǎng)護是改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境與提升其抗逆性能的關鍵性措施。

3.2培育選用抗逆品種

農(nóng)作物有效生長期因氣候變暖而得到延長，與此同時還需對自然災害進行預防，因此其品種選擇非常重要。實施農(nóng)作物品種改良，使其適應氣候變化，保證增產(chǎn)增收，改良培育過程應以耐旱、耐熱及抗病蟲害品種為首選，以此應對氣候升溫所引發(fā)的病蟲草害。與此同時對農(nóng)作物生理特性進行改善，包括選育高光合效能及低呼吸消耗的品種；對于多熟制農(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期較長的高產(chǎn)品種。另外，為應對產(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期的光能資源和熱量資源增加，復種面積擴大，一些作物的種植北界北移。另外，氣候變化會使各個區(qū)域降水量出現(xiàn)不同程度的增加或減少，此時則需對小麥、玉米等作物的種植結(jié)構(gòu)與分布情況實施調(diào)整。故此需對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、發(fā)展雙季稻等途徑，提高復種指數(shù)。

3.4加強科技投入

提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)科技投入與人員綜合水平，強化培訓，針對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建立健全的科技服務體系，以科技帶動生產(chǎn)。

（1）強化對農(nóng)業(yè)災害與天氣氣候的預測能力，例如以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際需求為依據(jù)，預報年型天氣氣候以及未來五年、十年的變化趨勢，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，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實施合理布局，并為未來五年、十年的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)做好技術儲備；

（2）加強建設應對氣候變化的系統(tǒng)工程，以科技的創(chuàng)新來提升應對氣候變化的能力。如加強光合作用、生物固氮、生物技術、抗御逆境、設施農(nóng)業(yè)和工廠化生產(chǎn)等學科前沿領域，以強化人類應付氣候變化及其對農(nóng)業(yè)影響的能力。

（3）加強科學研究，改進和提高人類對氣候系統(tǒng)及其變化的認識，大力發(fā)展新能源、可再生能源技術和節(jié)能新技術，推進碳吸收技術和各種適應性技術的發(fā)展，加快科技創(chuàng)新和技術引進步伐，為應對氣候變化、增強可持續(xù)發(fā)展能力提供強有力的科技支撐。

結(jié)語

基于以上論述，氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響的研究為一項系統(tǒng)而復雜的任務，如何做好應對措施，實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，則為一個需要我們不斷實踐與不斷探索的課題。

參考文獻：

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