河北省农业应对气候变化的对策研究

刘芳圆，肖嗣荣，张可慧

（河北省科学院地理科学研究所，河北 石家庄 050021）

近50年来气候变化己经对河北省生态环境和社会经济系统产生明显的不利影响。而农业对气候变化最为敏感，存在明显的脆弱性。根据气候变化和社会经济发展预测可知［1］，到2050年前河北省水资源供需矛盾十分尖锐，仍处于暖干化趋势。因此，未来气候变化将对我省人类生存环境产生持久影响，威胁河北省可持续发展，对我省的农业生产产生巨大影响。应采取减缓气候变化的合理适应措施，不断提高农业生产对气候变化的适应能力，对减轻气候变化的不利影响，促进我省社会经济可持续发展具有重要作用。

1 气候变化及对河北省农业的主要影响

1.1 河北省近50年气候变化特征及趋势

根据中国气象局国家气象信息中心提供的在河北地区均匀分布的23个气象站点数据分析可以发现，近50年来河北省年平均气温表现为波动上升，年气温的气候倾向率为0.364℃/10a，其中冬季增温幅度最大，其次为春季，而夏季和秋季增温相对平缓，低于年气温的增幅。年降水量总体呈波动减少的趋势，其气候倾向率为－20.76mm/10a，春季降水量呈现微增的线性趋势，夏季降水量波动减少趋势非常明显，秋季和冬季降水量变化趋于平稳。另外，相对湿度的变化趋势总体为缓慢减小，年均风速和日照时数都呈振荡下降趋势。

基于未来气候自然变化趋势和人类活动影响的预估，认为我省到本世纪末气温仍处于升高趋势，而降水会有所增加，但水资源依然短缺。

1.2 气候变化对河北省农业的影响

1.2.1 气候变化使农业环境恶化，农业生产成本增加

气候变化影响了整个水循环过程，地表水资源锐减，地表灌溉面积逐渐由井灌代替，造成地下水超采严重，地下水位逐年下降。同时土地干化、干旱威胁加重；土地沙化和草场退化；湿地减少，农业生态环境恶化。

气候变化从不同方面增加了农业成本的投入。首先，气候变化引发的灾害需要更多的基础设施建设投入，例如由于气候干旱以及超采导致浅层地下水位下降、机井报废与能耗剧增。据调查，每年因地下水位下降，出水量减少造成机井报废、机泵换代，效率降低，能耗增加等形成直接经济损失约21.6亿元。其次，气温升高，导致农业病虫草害加重，棉红铃虫的发生界限可能将向北移至冀中部保定、定州一带。二氧化碳倍增时，棉铃虫增加1代［2］。气候变暖使得小麦蚜虫、小麦条锈病多发［3］，都将增加农药和除草剂的用量。再次，气温升高导致土壤有机质的微生物分解加快以及速效氮的释放量增大，需要施用更多的肥料以满足作物的需要。这些都意味着农业成本和投资需求大幅度增加。

1.2.2 气候变化对种植制度的影响

气温升高使各农业界限积温呈增加趋势［4］，随着热量资源的增加，作物生育期将会改变：冬小麦各生育期均有所提前［5］，冬小麦返青—开花期和开花—成熟期生育天数缩短，从而导致开花和成熟期提前［6］，对冬小麦产区的种植制度和作物品种将产生较大影响。气候变暖使得本区近50年间冬小麦种植北界向北推移了30～50km。由于冬季气温显著升高，麦区目前种植的强冬性冬小麦品种因冬季无法经历足够的寒冷期而不能满足春化作用对低温的要求，将会被其他类型的冬小麦品种（如冬半年）所取代。由于气候干化，水资源越来越短缺，在保障粮食安全的前提下，近年来河北省压缩高耗水的作物小麦种植面积近50万hm2。

1.2.3 极端天气变化对农业影响

在气候变暖背景下，我省主要极端天气气候事件的频率和强度出现了明显的变化。自1965年以来我省干旱经常发生，而且不断加剧。近50年来，我省干旱面积平均为每10年增加约1.4%。使农业生产遭受的损失越来越大。2009年，我省大部地区出现严重冬旱，中南部地区旱情重、持续时间长；北部地区夏秋季发生近50年来少见的旱情。据统计，全省因旱受灾人口82.7万人，农作物受灾面积170.5万hm2，绝收面积41.8万hm2，直接经济损失52.96亿元。2009年11月8—12日我省大部地区出现暴雪天气，农作物受灾面积16.27万hm2，造成直接经济损失15.27亿元［7］。2010年出现夏旱及秋冬连旱，其中夏季干旱严重，造成农作物大面积绝收和大量人员及大牲畜出现临时性水困难。年内全省因旱灾人口870.2万人，农作物受灾面积95.5万hm2，因灾造成直接经济损失28.4亿元［8］。近50年来，我省雾霾和高温日数呈增加趋势，也给农业生产和人民健康，带来不利影响。

2 应对气候变化措施

2.1 管理措施

加强气候变化治理的管理：一要进一步提高生态意识，增强生态环境知识的宣传，增加紧迫性，使生态环境安全成为全社会的共识；二要加强组织领导，尽快健全组织领导机构，明确职责，并尽快制定与完善有关节能减排的配置政策法规，调动广大干部、群众参与的积极性；三要千方百计增加投入；四要总结过去节能减排的经验教训，认真掌握客观规律，减少盲目性，实施科学管理。加强土地利用的管理，保证耕地、林地、草地、湿地等适当的比例，保持生态系统平衡，提高适应气候变化的能力。加强农田管理，土地用养结合，加强适应气候变化的农田管理技术的研究、集成、示范与推广。

2.2 加强农业基础设施建设

减少气候变化对农业的影响，必须改善农业基础条件，不断提高农业生态系统对气候变化的应变能力和抗灾减灾水平。河北省水资源供需矛盾一直紧张，应以改土治水为中心，加强渠道固化防渗，减少输水渠道漏水渗水，发展节水农业、科学灌溉，提高农业用水效率。加强水源地污染治理，研发引进节水灌溉技术，改造地形以减少径流和促进水吸收、减少土壤侵蚀［9］。改善农业生态与环境，营造和养护农田防护林，增强农业系统抗逆性［10］。强化综合防治自然灾害的工程设施建设，提高农业对气候变化的适应能力和防御灾害能力。

通过实施农业面源污染防治工程，推广化肥、农药合理使用技术，大力加强耕地质量建设，实施新一轮沃土工程，科学施用化肥，引导增施有机肥，全面提升地力，减少农田氧化亚氮排放，实施“生态家园富民工程”。在农村推广生物技术、秸秆裂变技术、太阳能利用技术、地源热泵技术、省柴节煤灶、吊坑技术、炊事采暖节能炉及农村生活污水净化处理技术等25项节能减排、节支增效技术。充分利用农村废弃物资源、可再生能源和农村常规能源节能技术，加快技术推广速度，提高农户应用率，使乡村农户生活使用清洁能源，改善居住环境。

2.3 应对水资源缺乏的措施

2.3.1 科学灌溉，建立节水型农业，降低水资源紧张造成的影响

节水方面，一是采取节水工程措施，这一措施在农业上包括以喷灌、滴灌为代表的地上灌溉工程，以渠道防渗、低压管道输水、田间地面灌溉等普遍采用的地面灌溉工程，以及渗灌、地下滴灌等地下灌溉工程。二是建立节水高效的用水管理制度。在农业上是根据作物的需水规律，把有限的灌溉水量在区域内与时间上进行最优化分配，达到节水高产高效的目的。

2.3.2 开发新水源，增加抗御气候变化而造成的缺水局面的能力

从现时的水资源评价成果看，在河北省近1000亿m3的年降水总量中，有80%左右的降水未能作为水资源加以考虑。这一具有巨大潜力的雨水资源，如不加以利用，就又可通过蒸发返回到大气中。实行雨水资源化，对于干旱缺水的河北省，特别是山区尤为重要。雨水是山区缺水旱庄的生活用水和农业用水的主要水资源。这些地区利用地面、屋顶、坑塘集水，将水贮于水窖与池塘内。水窖的发展解决了许多村庄的人畜饮水问题，现在又发展了浇作物，将雨水集流于基本上没有渗漏和蒸发损失的水窖等贮水池中，再配以高效节水灌溉技术，已成为河北山区解决干旱农业缺水问题的重要途径。

河北省莅临渤海西隅，平原浅层地下水中有咸水资源20.28亿m3，是沿海地区可利用的宝贵水资源，尤其是河北省现时的经济发展迅速，海咸水资源的利用更为必要。海咸水利用包括直接利用与淡化利用两部：海咸水直接利用是指在农业利用海咸水进行灌溉，以及工业上作为冷却用水，在城市生活中利用海水冲厕及冲洗街道，补充生产生态用水。特别是利用咸水灌溉在河北省具有特殊意义。沧州地区自1976年开始利用矿化度小于5.0g/L的咸水灌溉小麦，与旱地相比增产幅度一般为10%～30%，最高可达到49%。衡水地区1990年开始利用外援项目大面积推广咸淡水混合灌溉技术，使小麦、玉米、棉花普遍增产。

2.3.3 实施虚拟水战略，合理布局，缓解气候变化造成的缺水压力

虚拟水资源［11］是指生产商品与服务所需要的水资源数量。这是包含在产品中以“虚拟”形式体现出的水量。充分利用各地区的比较优势，水资源禀赋以及水资源利用效率的差异，所造成的生产相同产品的水资源成本不同。通过水资源商品化和资源配置全球化，来实现各地区水资源效益最大化。这就是实施水资源战略的实质。

对于缺水的河北省，其重要方法就是通过结构调整生产高效节水的产品，来代替低效高耗水的产品，或通过市场调剂手段淘汰某些与本地区资源配置不相适应的高耗水产品。按照虚拟水资源理论，在测算各种农作物产品虚拟水资源量的基础上，依据河北省水资源比较优势与禀赋都较低及气候变化有利于牧业发展的现实，应该在保证粮食安全的前提下，选取虚拟水资源量相对少的作物进行种植，调整种植结构，利用当地的气候及土壤等条件，充分发挥虚拟水资源量的使用效益，调整农牧比重，发展畜牧生产，压缩高耗水量的作物种植面积，增加对用水利用效益高的饲料作物种植，为干旱化治理腾出更多的生态用水。同时可利用农产品区域间虚拟水资源含量的差异，体现地区间农产品比较优势来调整作物的布局。

2.4 调整农业结构

干旱缺水，促使农业种植的三元经济模式发展。河北省种植业结构基本上是以粮为主，粮经二元结构模式，粮食的播种面积占到72.9%。根据气候环境的变化，科学调整种植制度，由传统的粮经二元种植结构转变为粮、经、饲三元种植结构。发展饲料、饲草生产，能较好适应北方降水少，雨季集中在7～8月的气候特点和中、低产田改造的要求。很多牧草是多年生植物，具有抗旱的特点，用水量少、产量高、经济效益高。并且通过草、粮轮作可提高土地的肥力。粮、经、饲三元种植结构模式正在黑龙港平原的衡水、沧州及邯郸、邢台东部地区得到不断发展。

2.5 建立健全极端天气应急方案

气候变化背景下，极端天气事件趋多趋强，而对农作物产量的影响可能主要来自于极端气候事件频率的变化［12］。目前，我省对极端天气的防控技术及应急预案相对缺乏［13］。在我省，冬季的冻灾，大面积的干旱及夏季短时间内的强降水都是造成减产或绝收的重要原因，针对此类气候灾害，以河北省应对气候变化办公室为龙头，组织河北省水利、气象、环保、农业、城建等多部门联动，建立极端天气应急管理体系，制定切实可行的科学预警与应急方案，做到防灾减灾。

2.6 加强相关科学研究，强化监测网建设

科技是第一生产力，只有摸清气候变化机理，加强优良新品种的培育，才能为农业应对气候变化提供强有力的科技支撑。针对未来气候变化对农业的可能影响，分析未来光、温、水资源重新分配和农业气象灾害的新格局，改进作物品种布局，有计划地培育和选用抗旱、抗涝、抗高温和低温等抗逆品种，采用防灾抗灾、稳产增产的技术措施，预防可能加重的农业病虫害。推广抗旱等农作物优良品种，提高对气候变化的应变能力。在种植业，极端性天气灾害可能造成一年生作物当季欠收甚至绝收，而对多年作物的影响还具有延续性［15］，灾后恢复技术的研究和推广将降低气候变率和波动性带来的损失。从而促进农业的可持续发展。

气象灾害与极端气候事件已引起了各方的注意。因而对气候灾害的预测与预警要求也越来越高。这就要求有高精度的气温、降水、蒸发等气象要素及地表、地下水、土壤墒情等水资源信息为预测依据。而目前河北省在这些方面的站点布设密度及观测精度等方面尚存在不少的问题，因而需根据测报的需要调整站网布局，特别是在自然条件变化较大，人类活动剧烈的地区加密监测网点。为提高气候变化预报的精度与延长预警的时间，需在监测网站中更新淘汰落后的观测设备，增加自动测报设备。另外，利用遥感、卫星影像等高科技手段，对河北省农作物的病虫害、产量、墒情等遥感监测，建立本底数据库，为灾情预警及农业信息化提供技术支持。

3 小结

全球变暖，对农业必将产生深远的影响，由于区域性的差异及气候的随机性，气候变化对农业的影响是一个复杂的过程。科学的管理，及时的应对，节约资源，高效利用资源，是有效减少气候变化对农业的影响的最有效方法。

［1］刘芳圆，肖嗣荣，张可慧，等.河北省干旱化初探［J］.气候与环境研究，2008，13（3）：309－317.

［2］王勤英.气候变化对河北省棉花生产及病虫害的可能影响［J］.生态农业研究，1997，5（3）：45－48.

［3］周平.全球气侯变化对我国农业生产的可能影响与对策［J］.云南农业大学学报，2001，16（1）：1－4.

［4］李元华，刘学锋，刘莉，等.河北省近50年0℃界限温度积温变化特征分析［J］.干旱区资源与环境，2006，20（4）：12－15.

［5］李元华，车少静.河北省温度和降水变化对农业的影响［J］.中国农业气象，2005，26（4）：224－228.

［6］肖登攀，陶福禄.过去30年气候变化对华北平原冬小麦物候的影响研究［J］.中国生态农业学报，2012，20（11）：1539－1545.

［7］河北省气候中心，河北省2009年气候公报.2009.

［8］河北经济年鉴2011，中国统计出版社，2011.

［9］石缎花，李惠民.气候变化对我国水文水资源系统的影响研究［J］.环境保护科学，2005，31（6）59－61.

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［11］郑连生.广义水资源与适谁发展［M］.北京：中国水利水电出版社，2009.437－479.

［12］IPCC.Impacts adaptation and vulnerability.Working group II contribution to the intergovemental panel on climate change fourth assessment report［R］.Brussels IPCC，2007.

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