气候变化对农作物生产的影响——基于东北地区水稻生产的变化

李若曈

（中国农业大学经济管理学院，北京 100083）

1 引言

东北地区地处亚欧大陆东北部，属于高纬度地区，受气候变化影响显著，在全球气候变暖的趋势下，其变暖明显。纵观东北历史上的气候变化，其与全球气温变化总体一致，呈明显变暖趋势[1]。近百年来，北方极端最低温度普遍上升5～10℃，是近年来暖冬盛行的一个明显的数值化特征；极端最高温度在西部地区普遍下降，这可能与工业气溶胶的使用有关[2，14]。全球气候变暖已经越来越受到世界各国的重视，而中国作为农业大国，东北地区作为主要的商品粮基地，东北地区的粮食生产对稳定中国粮食市场和整个国民经济可持续发展有着重要的作用。

目前，大多学者的研究多用各种模拟的气候变化情景来分析东北地区气候变化对农作物的影响程度[3-5]，大量研究数据表明，气候变化对农业生产所带来的几乎都是正向的影响，在水资源得以完全保证的前提下，气候变暖在过去几十年里对东北地区的粮食增产有着明显的促进作用[6，7]。朱大威、金之庆、张卫健、邓艾兴等学者指出，气候变暖对东北水稻和大豆的生产总体上是有利的，尤其是在东部湿润地区与北部高寒地区[8，9]；纪瑞鹏、张玉书、张淑杰等学者认为，随着热量的增加，玉米可种植区域范围不断扩大，种植边界北移东扩，玉米适合播种时间提前，玉米播种面积、总产量呈增加趋势[10]，但玉米生长季干旱风险有一定程度的增大[11]。对于历史上气候的综合变迁、主要农业气象灾害的特点以及对水稻生产即时影响研究并不是很多，因此，本文通过对东北地区（黑龙江省、吉林省、辽宁省）历史气候变化、水稻产量及面积变化，具体分析了东北地区气候变化对水稻生产的影响，并提出对东北地区水稻可持续生产的对策建议。

2 东北地区气候变化特点

2.1 热量资源变化特点

有关研究表明，近50年来，东北地区气温变化普遍呈升高趋势[12-14]，主要表现为平均最高气温、平均最低气温、平均气温均呈明显上升趋势；其中近10年增温表现更加明显，平均增温速率达到了0.36℃/10年；不同季节的增温程度也有显著差异，冬季增温的速率最快，大约是夏季增温速率的3倍左右[14]。热量资源持续增加，东三省≥10℃积温均有不同程度的增加，如表1所示：黑龙江省增加了249.2℃，吉林省增加了275.16℃，辽宁省增加了267.09℃，东北地区整体平均增加了262.08℃。

2.2 降水量的变化

东北地区降水量总体呈减少趋势[12，14-16]，近10年与上世纪70年代相比减少了约12%，降水量减少主要发生在夏、秋两季；但20世纪80年代与70年代相比，降水量呈现增加趋势，如表2，黑龙江增加了62.02mm，吉林增加了59.09mm，辽宁增加了22.09mm；后到90年代开始，逐渐成明显减少趋势，黑龙江、辽宁两省减少明显，而吉林省有一定程度的增加，但增幅不大；到了21世纪，黑龙江、吉林两省降水量明显减少，而辽宁省则有一定程度的增加。

表1 1971～2008年东北地区≥10℃积温变化趋势（℃）

表2 1971～2008年东北地区生长季降水量变化趋势（mm/10a）

2.3 蒸散量的变化

随着热量的增加，水分的蒸散量在近20年里整体呈增加趋势，而20世纪70年代到90年代之间，水分蒸散量则有一定程度的减少；研究表明，每10年减少4mm，尤其是辽宁省以及吉林省西部地区减少趋势较为明显[17]。到21世纪后，东北地区农作物蒸散量均有不同程度的增加，这种情况表明，东北地区气候有变干的趋势。

3 东北地区由于气候变化引起的自然灾害的变化

在东北地区，低温冷害、寒潮、霜冻害、冰雹、洪涝、干旱、病虫害等自然灾害都是屡见不鲜的，随着近几十年来气温的变化，这些灾害在一定程度上也发生了变化，主要表现为低温冷害、寒潮、霜冻害、冰雹、洪涝、病虫害等灾害有一定程度的减少，而干旱却频频增加。

3.1 霜冻害、低温冷害等低温灾害的变化

东北地区的高纬度导致霜冻灾害高发，尤其是黑龙江省，相比吉林与辽宁，其热量较少，秋季降温迅速，易发生霜冻灾害。根据近年来许多学者的研究，东北地区霜冻灾害、低温冷害等灾害呈明显减少趋势[18-19]，且霜冻的出现日期逐年推迟，无霜期逐年延长[20]，这对喜温的水稻生产影响深远。

3.2 旱涝灾害的变化

东北地区相对南方地区水资源并不是很充足，但其中也有众多江河支持农业生产。东北地区降水主要集中在7、8月份，且分布及其不均匀，呈现北多南少、东多西少的特点，因此，旱涝灾害严重。近几十年来，东北地区在气候变暖的影响下，总降水量下降，洪涝灾害大幅降低，旱灾明显增加，这对水稻的生产及其不利，很有可能导致水稻的减产或质量的下降。

4 气候变化对东北地区水稻生产的影响

东北地区土地面积7 910万公顷，黑龙江、吉林、辽宁三省耕地面积1 820万公顷，水稻种植面积占全国粳稻种植总面积的50%左右。水稻作为东北地区主要农作物之一，其变化对东北地区影响重大。

4.1 水稻种植面积的变化

由于东北地区增温明显，积温面积逐渐扩大，积温范围逐渐向东北方向移动，水稻的种植边界也向东北方向移动，种植面积逐年增加。以黑龙江省为例，2010年黑龙江省水稻种植面积为297.5万公顷，较1970年扩大了24倍左右，且播种中心发生了明显的北移[9]，历史上是水稻种植禁区的黑河、伊春，如今也可以进行水稻的种植。

4.2 水稻单位产量的变化

研究表明，气温每上升1℃，粮食产量将减少10%[20]，温度不断增加，作物生育期会缩短，生长量会有一定的减少，但，全年适宜农作物生长的生长期延长，又会使产量有一定的提高，可能会抵消生长量减少的效果。同时，气温每上升1℃，水稻生长期将缩短约7～8天，由于生长期的缩短，水稻光合作用减少，积累的干物质也会减少，水稻的质量会有所下降；但适宜其生长的时间延长，单位面积产量依旧会增加。

4.3 水稻品种的变化

随着积温区域向东北部逐渐扩大，适宜水稻种植面积扩大，种植的水稻品种由原来的早中熟变为中晚熟，在以前不能种水稻的地区可以种早中熟的水稻，在以前种植早中熟水稻的地区可以改种中晚熟水稻，这样一定程度上保证了水稻的质量。

5 对策建议

目前，主要气候变化就是气候变暖问题。气候变暖，导致我国东北地区热量升高，积温带向东北方向移动，水稻的可种植面积范围北移东扩，水稻产量增加；但降水量减少、水稻生育期缩短导致旱灾频发、水稻质量下降。因此，适当改变稻作模式，将有利于东北水稻更好的发展。所以，针对气候变化所带来的影响，提出以下建议：

5.1 适度扩大水稻种植面积

虽然水稻可种范围北移东扩，可种面积扩大，但是，由于水稻种植需要大量的水资源，而东北地区水资源并不是很丰富，所以要因地制宜，科学播种，防止水资源的过度采用。

5.2 积极改良水稻品种

随着热量的增加，水稻生育期会缩短，质量会有所降低，为了避免因此而减产，需要延长水稻的成熟期，因此，可以在原来种植早中熟水稻的土地里增加中晚熟或晚熟水稻的种植，减少早中熟水稻的种植，而在新发现的可以种植水稻的土地上，适当种植早中熟水稻，以提高水稻的单位产量。

5.3 研发新技术，修建水利设施

东北地区属于较干旱的地区，水资源并不十分充足，加之近年来由于气候变暖导致降水量逐年下降，而水稻种植又需要大量的水，因此，不得不考虑水稻种植中用水问题。改变水稻的栽培方式，研发抗旱的水稻品种，发展旱作技术，大力建设农田水利工程，不仅可以有效的改善水资源不足的问题，也可以预防干旱灾害对水稻生产的影响，保证东北水稻的质量与产量，使其稳定、可持续的发展。

在全球气温不断变暖的趋势下，我国要重视气候变化对农业生产的影响，尤其是东北地区。作为粮食作物的主产区，粮食的产量与安全要有所保证。只有积极面对气候变化，及时调整种植结构，努力研发新型适宜粮食品种，才能促使东北地区粮食生产稳定而持续的发展，进而保证国家粮食总体的安全可持续发展。

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