科学应对气候变化 确保农业生产安全

张青山 宣立民

近百年来，以全球变暖为主要特征，全球的气候与环境发生了重大的变化。由于气候变化加剧而引起的水资源短缺，生态系统退化，土壤侵蚀加剧，生物多样性锐减，臭氧层耗损，大气成分改变等，对人类的生存和社会经济的发展构成了严重威胁。农业是对天气变化最为敏感的主体之一，因为气候始终是影响农业生产的重要因素，到目前为止，农业还没有改变靠天吃饭的局面。农业是国民经济的基础，气候变化对农业所带来的不利影响，特别是极端气候事件诱发的自然灾害将造成农业生产的波动、危及粮食安全、社会的稳定和经济的可持续发展。及早开展气候变化对农业影响的研究，发现可能存在的问题，提前采取适应性对策具有极其重要的战略意义。

1.气候变化的特点

1.1平均温度明显上升 由于大气中二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体浓度明显增加，造成地球表面温度上升，全球气候变暖，进而引起全球的气候变化。中国近100 年来年平均气温明显增加，比同期全球增温平均值略高，这对农作物生产具有重大影响。

1.2降水出现区域性与季节性不均衡 温度的提高会加快地表水的蒸发，导致水循环加剧，暴雨出现的概率增加，虽然降水量很大，却不能得到有效利用。各地降水量和蒸发量的时空分布也会显著改变。降水既会出现区域性不均衡，也会出现季节性不均衡，即在农作物最需要水的时候出现季节性干旱，从而给农业生产带来严重影响。过去的概念是中国西北部缺水，今后在中国南方也可能出现季节性干旱，水资源短缺将成为一个严峻的问题。

1.3极端气候现象有增多趋势 极端气候现象指一些发生在特定地区和时间的罕见天气事件，极端气候现象的罕见程度一般相当于观察到的概率密度函数小于10%，这些极端气候现象包括干旱、洪涝、低温暴雪、飓风、致命热浪等。极端天气气候事件的发生和全球变暖有关，也是气候变化的表现之一。在全球气候变暖的总趋势下，大气的环流特征和要素发生了改变，引发复杂的大气——海洋——陆面相互作用，大气水分循环加剧，气候变化幅度加大，不稳定因素增加，导致这些小概率、高影响天气气候事件的发生机率增加。极端气候事件对农业系统的影响往往大于气候平均变率所带来的影响。

1.4冰川消融导致海平面上升 在内陆地区增温造成冰川退缩，雪线上升，在南极冰川逐步融化、冰架面临坍塌，而北极冰帽正在持续消融中，漂浮在北冰洋上的成年厚冰块不断融化，这些因素再加上海水受热膨胀将会使海平面上升。海平面上升会给农业生产带来一系列问题。

2.气候变化对农业生产的影响

2.1气候变化对农作物生产的影响 农作物对降水存在类似倒U 型曲线的敏感性关系。当降水严重不足时，农作物对水分的需求得不到满足，会出现干旱症状，从而影响作物的正常生长；当降水量增加到一定范围内，加上温度及光照的配合，作物得以茁壮成长；当出现连续大雨、降水量超过一定范围时，又会对作物产生不利的影响。在开花期出现阴雨会影响作物授粉，造成落花落果；长期阴雨还会诱发病害；降水量过多会造成农田渍害，严重时作物会被淹死。

2.2气候变化对种植制度的影响 CO2 倍增时温度升高，增加了各地的热量资源，使各地的潜在生长季有所延长，无疑对多熟种植有利，从而使当前多熟种植的北界向北推移。当前我国的一年一熟制大约可向北推移200~300公里 ，一年二熟制和一年三熟制的北界也将向北推移 500 公里左右。麦、稻两熟区、双季稻种植区和一年三熟制的水稻产区，只要水分条件能满足生育期的需要，种植北界均可向北推移。这种变化有可能使一年二熟、一年三熟种植的面积扩大。

2.3气候变化对病虫害的影响 由于温度升高，害虫发育的起点时间有可能提前，一年中害虫繁殖代数也因此而增加，在新的有利环境条件下，某些害虫的虫口指数将增加，造成农田多次受害的几率提高。病虫越冬状况受温度影响将更加明显，冬季变暖，容易越冬，虫源和病源增大；害虫的休眠越冬期缩短，世代增多。

3.应对气候变化的农业对策

根据粮食生产的趋势与前景、水资源的农业调配与利用、气候变化后的土地生产力等，确定农业发展的重点与农业技术的政策与导向；根据气候条件的可能变化，通过模拟实验和田间试验，以确定其对农业影响的程度；研究农业生产布局和结构的调整方案，以确定适应各种变化的农业生产形式与内容；研究高温热害、干旱等农业灾害的机制和规律，提出适应、抗御的途径与措施；发展旱地农业和节水农业，增强农业系统抗逆性，以适应气候变化带来的不利影响；培育耐旱、耐湿、耐热性作物品种，改变耕作制度和栽培管理条件，以适应变暖、变干、变湿的气候环境，提高抗御不良环境影响的能力；采取必要措施，减缓“温室效应”引起全球气候变暖的程度和速度。