我国农业生产对气候变化的脆弱性评价研究

2014-09-08周文魁

齐齐哈尔工程学院学报 2014年2期

关键词：省区脆弱性适应性

周文魁

（江苏省科技情报研究所产业技术研究中心，江苏南京 210042）

我国农业生产对气候变化的脆弱性评价研究

周文魁

（江苏省科技情报研究所产业技术研究中心，江苏南京 210042）

本文利用层次分析法构建了农业生产对气候变化的脆弱性综合评价指标体系，实证分析了中国各省区的脆弱性程度，结果表明：全国一半的省区对气候变化表现为中度以上的脆弱性，主要分布在西部和华北地区。针对各省区脆弱性成因的不同，应分别采取不同的对策。

气候变化；农业生产；敏感性；适应性；脆弱性

1 引言

近年来，气候变化成为科学界关注的热门话题，随着全球气候变化研究的兴起，脆弱性研究在气候变化领域得到了越来越广泛的应用。农业生产对气候条件的依赖性很强，与气候变化关系密切，任何程度的气候变化都会给农业生产带来不同程度的影响。由于全球气温的不断升高，气候变化对农业生产的影响和人类对这种影响所采取的应对措施引起了科学界的广泛关注，研究气候变化情况下我国各省区农业生产对气候变化的脆弱性，对于政府制定适应气候变化的应对措施和对策，保障我国粮食安全和实现农业可持续发展具有重要意义。

脆弱性概念最早起源于灾害学研究领域，表示被伤害的程度，主要用于分析食物安全及饥荒。I P C C在第三次评估报告中强调：脆弱性是指系统容易遭受和有没有能力对付气候变化（包括气候变率和极端气候事件）的影响（主要是不利影响）的程度。前者被称为系统对气候变化响应的敏感性，后者被称为系统应对气候变化影响的适应性。由此可知，农业生产对气候变化的脆弱性评价包括敏感性评价和适应性评价两项内容。敏感性评价反映了影响农业生产脆弱程度的自然和内生因素，适应性评价则反映了影响脆弱程度的社会经济因素，对这两方面的评价结果进行综合分析，才能较好地评价农业生产对气候变化的脆弱性。

2 农业生产的气候脆弱性评估方案

2.1 指标体系的建立

对于农业生产脆弱性评价，选取合适的评价方法非常重要。关于农业生产对气候变化的脆弱性评价采用综合指数法，该方法可以考虑到不同区域的实际农业生产状况，选取和农业生产密切相关的气候、生态和持续发展能力的因子，从而构建敏感性指标和适应性指标体系，符合气候变化脆弱性指标设计多要素多因子的特点，将农业生产的各影响因素和综合分析相结合，体现评价的综合性和层次性。综合指数法首先采用A H P层次分析法确定各指标的权重，然后确定各个指标的评估标准，根据敏感性、适应性的计算方法得出敏感性和适应性指数，最后在敏感性指数和适应性指数的基础上计算出脆弱性综合指数。本文采用敏感性指数R S I和适应性指数两个评价指数，来计算农业生产对气候变化的脆弱性指数。

根据脆弱性的定义，参考众多学者关于生态脆弱性和有关气候变化对农业生产影响的研究成果，考虑到中国各地区的农业生产实际情况，选取和农业生产密切相关的气候生态和社会经济因素，通过数学分析和专家打分相结合的方法，分别构建敏感性指标和适应性指标。敏感性指标包括气候敏感类指标和土地利用类指标2类一级指标，其中气候敏感类指标包括气温变率、降水变率、日照时数变率、受灾率和成灾率5个二级指标，土地利用类指标包括森林覆盖率、水土流失率和垦殖指数3个二级指标。适应性指标包括农业生产类指标和社会经济类指标，其中农业生产类指标包括有效灌溉面积比例、人均耕地面积、人均粮食产量和粮食单产4个二级指标，社会经济类指标包括人均农民纯收入、非农业总产值比重、非农业人口比例和人均国内生产总值4个二级指标。

2.2 指标分级及计算方案

对于农业生产敏感性指标的评判标准，主要参考了相关文献和学者们的有关科研成果，敏感性各指标值的具体分级及相应的敏感性程度等级划分结果见表1。

表1 敏感性指标的分级方案

敏感性指数R S I根据下式计算得出：

（式中，Xi为某地区第i个敏感性指标的数值，W i为第i个敏感性指标所占的权重，j则代表敏感性指标的个数）

对于农业生产适应性指标的评判标准，主要根据各地的经济发展水平、各类可持续发展指标体系以及相关科研成果，适应性各指标值的判别标准及适应性程度的等级划分结果见表2。

表2 适应性指标的分级方案

（续表）

适应性指数R A I根据下式计算得出：

（式中，Yi为某地区第i个敏感性指标的数值，W i为第i个敏感性指标所占的权重，j则代表敏感性指标的个数）

根据脆弱性的定义可知，敏感性和适应性对脆弱性的影响程度是相反的，敏感性指数属于正向影响指标，R S I的数值越大，脆弱性就越高；适应性指数则属于逆向影响指标，R A I的数值越大，脆弱性就越低。因此，本文农业生产对气候变化的脆弱性指数由下式计算得出：

并根据下列公式对脆弱性指数的数值进行标准化处理：

（式中，Pi为第i个省区的脆弱性指数的标准化数值，Ci为第i个省区的脆弱性指数值，Cm in为脆弱性指数值在各省区中的最小值，Cmax为脆弱性指数值在各省区中的最大值）

脆弱性的具体等级划分方案见表3。

表3 农业生产的脆弱性等级划分标准

2.3 指标权重的确定

对于农业生产过程，每项指标的影响程度都与其他指标有所不同，因此需要准确判定各项指标的权重才能进行定量分析和评价，从而获得准确的综合评价结果。不论是主观还是客观的方法，都存在一定局限性，因此本文采用层次分析法确定权重，这样既能避免主观方法的随意性，又可以兼顾灵活性和可操作性。层次分析法是目前应用较多的用于多方案或多目标的权重决策方法。可以将定量和定性相结合来处理各种决策因素，具有系统性、灵活性、简洁性的优点，在社会经济的很多领域内都得到了广泛的应用。根据层次分析法，文中将农业生产的敏感性指数和适应性指数列为递阶层次结构中的最高层，分别设其为A 1和A 2；一级指标B 1和B 2、B 3和B 4分别为其所对应的下一层，其中B 1对应二级指标C 1-C 5，B 2对应二级指标C 6-C 8，B 3对应二级指标C 9-C 12，B 4对应二级指标C 13-C 16。本文根据南京农业大学气候变化领域的专家打分结果和A-B层次、B-C层次的判断矩阵，通过E x c e l软件进行计算，分别得出了敏感性指数和适应性指数中各指标的权重（表4）。然后对得出的各项指标的权重数值进行检验，结果各判断矩阵的C R均小于0.1，因此各判断矩阵都具有很好的一致性，说明敏感性和适应性指数中各项指标权重的确定是科学合理的。

表4 农业生产对气候变化的脆弱性评价指标结构及其权重

3 各省区农业生产对气候变化的脆弱性分析

利用我国各省区2012年的16项指标数值，根据上文敏感性指数和适应性指数的计算公式计算出敏感性指数和适应性指数，再按照上文中脆弱性指数的公式，计算出各省区农业生产对气候变化的脆弱性指数，并根据表3的脆弱性等级划分标准对脆弱性指数进行分级。各个脆弱性程度的省区分布情况见表5。

表5 各省区农业生产脆弱性指数分布情况

（续表）

根据表5可知，农业生产对气候变化极度脆弱的省区有2个，占总个数的6.5%，占全国的面积比例为9.4%，其中脆弱性指数最高的是青海省；对气候变化高度脆弱的省区有4个，占总个数的12.9%，占全国的面积比例为8.5%；对气候变化中度脆弱的省区有9个，占总个数的29.0%，占全国的面积比例为11.6%；对气候变化一般脆弱的省区有7个，占总个数的22.6%，占全国的面积比例为50.5%；对气候变化低度脆弱的省区有9个，占总个数的29.0%，占全国的面积比例为20.5%，其中脆弱性指数最低的是浙江省。总体来说，全国有一半的省区农业生产对气候变化表现为中度以上的脆弱性。

从不同脆弱度省区的空间分布上看，脆弱度高的省区主要分布在西部和华北地区，华北地区的河北、山西和天津，由于气候变化的波动大，温度变化率、降水变化率和日照时数变化率都较大，加之土地利用不合理，森林覆盖率较低，垦殖指数较高，因此对气候变化的敏感性较高，从而导致其脆弱程度高。而处于西部地区的贵州、青海和甘肃，由于其农业生产条件差，粮食单产和人均产量都较低，加之其经济发展水平低，人民群众生活贫困，适应气候变化的能力很差，从而导致其脆弱性程度高。而一般脆弱和低度脆弱的省区，大部分都分布在东部和中部地区，这些地区的自然环境和经济发展水平比西部好，农业生产条件也较好，从而具有一定的适应气候变化能力。尤其是东部沿海地区，这些省区的农业生产条件和社会经济条件都很好，农户生活水平较高，其粮食单产、农户人均收入和人均G D P都较高，适应气候变化的能力强，因此其脆弱性程度较低。

分析各省区农业生产对气候变化的脆弱性，可以进一步了解敏感性和适应性之间及其与脆弱性的关系，可以发现气候敏感性和脆弱性之间并不完全一致。通常情况下，农业生产对气候变化的敏感性和脆弱性呈正相关，但是对气候变化敏感性高的省区，其农业生产却不一定是脆弱的，因为脆弱性的高低还与一个地区适应气候变化能力的大小直接相关，如北京，其温度变化率和降水变化率都较高，森林覆盖率较低，对气候变化的敏感性较高，但是，由于其经济发展水平高，农村居民的收入达到万元以上，在全国列第二位，人均产值达6.2万元，同样列全国第二，农户生活富裕，有较好的资金条件和技术条件，可以采用先进的农业生产技术以适应气候变化，这样就在相当程度上弥补了气候变化对农业生产带来的不利影响，因而这些省区对气候变化的脆弱性不是很高。相反，有些省区如云南，对气候变化的敏感度不是很高，但由于其经济欠发达，农民收入水平不高，同时农业投入少，农田水利基础设施落后，灌溉面积比例低，粮食单产低，使得这些省区适应气候变化的能力较差，因而对气候变化的脆弱性较高。从以上分析可以看出，敏感性和脆弱性在有的情况下并不成正相关，采用一定的适应性行为可以抵消气候变化对农业生产的不利影响。

4 相关政策建议

根据对各省区脆弱性的综合评价可以发现，中国有一半的省区农业生产对气候变化表现为中等程度以上的脆弱性，即便处于同等的脆弱程度，不同省区的脆弱性主导因素也不同，有些省区是因为对气候变化因子较为敏感，面临气候变化的压力大；有些是因为土地利用状况不合理，对自然和人为变化的抵抗力较弱，不能起到减缓气候变化的作用；有些则是农业生产水平和经济发展水平较低，适应气候变化的能力较弱。因此，各省区在适应气候变化的过程中，应该针对各自不同的脆弱性成因，采取不同的策略。

对于由气候敏感性高引起的脆弱区，如新疆、山西、重庆等，其脆弱性较高的主要原因是其对气候变化较为敏感，这些省区应加大对农田水利基础设施建设的资金投入力度，增强农业水利基础设施的抗灾能力，保护和修缮现有农业防灾减灾工程，充分发挥防灾工程的效益，提高农业生产抵御自然风险的能力。

对于土地利用不合理引起的脆弱区，如甘肃、宁夏等，这些地区由于自然环境恶劣，加上人为的乱砍滥伐和盲目开荒，导致植被锐减、水土流失严重、农田荒芜。要改变传统落后的生产方式，调整农业生产结构和能源消费结构，加强植被恢复，提高森林覆盖率，防治水土流失，加大对水土流失的治理力度，从而减轻人类活动对自然环境和农业生产的干扰。

对于由适应性较低引起的脆弱区，如青海、广西等，这些地区经济发展水平和科技应用水平都较落后，农民生活水平也较差，缺乏适应气候变化的资金和技术。因此，这些地区要加快经济发展速度和新农村建设进度，提高农村居民收入水平，鼓励农户改善作物品种和应用先进生产技术，从而提高其适应气候变化的能力。

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