气候变化背景下我国粮食安全面临挑战及其应对

张玉周

摘 要： 以增温显著、降水时空分布不均衡、极端气候事件增加等为特征的气候变暖，引起了农业资源分布的不均衡性、粮食增产的不稳定性、粮食生产的高风险性以及粮食安全的不确定性增加，对保障国家粮食安全提出了许多新的挑战。基于从宏观和微观角度对气候变化如何影响粮食安全的总结和思考，应从调整作物播种时间、提高作物复种指数、选育高产优质抗逆性强的作物新品种、加强农业气象灾害的风险管理等方面来减缓和应对气候变化对粮食安全的不利影响，以保障国家粮食安全。

关键词： 气候变化;粮食安全;应对策略

中图分类号：F291.1      文献标识码：A

文章编号： 1003-0751（2018）09-0043-04

习近平总书记在党的十九大报告中明确提出，确保国家粮食安全，把中国人的饭碗牢牢端在自己手中。这为新时代构建国家粮食安全战略提供了根本遵循。粮食安全是国家生存和发展的重要基石，是保障国家安全不可或缺的组成部分。  ① 以增温显著、降水时空分布不均衡、极端气候事件增加等为特征的气候变暖已给自然生态系统和经济社会发展带来了全方位的严重影响，并通过农业生产、加工贸易、市场调节、农民收入等不同方式直接或者间接威胁到国家和全球粮食安全，从而成为人类可持续发展面临的最严峻挑战之一。  ② 长期以来，围绕农业生产应对气候变化，许多国家已形成了一套比较完善的政策体系，例如世界范围内的未来地球计划、欧盟的地平线2020计划以及英国的气候变化法案等，为人类积极应对气候变化提供了参考。厘清当前气候变化的基本事实，分析我国粮食安全面临的气候挑战，提出气候变化给我国粮食安全带来严峻挑战的应对策略，对于加强应对气候变化能力建设，构建新形势下国家粮食安全战略，提高粮食安全保障能力，履行负责任大国应尽的国际义务具有重要意义。

一、气候变化的基本事实

自20世纪50年代以来，世界各国的科学家以及国际组织都开始对全球气候系统的变化进行观测，结果表明，全球气候正在变暖，大气和海洋温度已经升高，降雪量和结冰量开始下降，两极冰川融化速度加快，海平面上升趋势明显，温室气体浓度显著增加。  ③

根据政府间气候变化专门委员会（the Intergovernmental Panel on Climate Change）发布的第五次评估报告，全球在1880—2012年温度升高了0.85℃。1850—1900年以及2003—2012年两个时期的年均气温总的上升了0.78℃。  ④ 对于北半球来说，1983—2012年可能是过去1400年中最暖的30年。近20年来，几乎所有的冰川都在融化和消退，特别是漂浮在北极上的海冰和北半球区域内春季地面积雪的范围也在不断地缩小。

我国是受到全球气候变暖影响最为敏感和显著的地区之一。其气候变化具有以下三个方面的基本特征： 一是气候变暖趋势十分明显。1901年以来，我国地表年平均气温呈显著上升趋势，增加了0.9℃，幅度高于全球最高增温值0.85℃。近20年是20世纪初以来的最暖时期，2007年、2015年和2017年是历史上有气象观测记录的三大最暖年份。且区域间差异明显，北方增温速率明显大于南方地区，西部地区大于东部，其中青藏高原地区增温速率最大。  ⑤ 二是区域降水变化波动增加。降水的年际变化趋势不明显，但是季节性和区域性波动较大。近50年来全国平均年降水量为747.5—927.6mm，平均为814.6mm，波动幅度为180.1mm。春季降水量基本不变，夏季和冬季降水量均呈增加趋势，空间分布呈东南向西北减少趋势。华北、东北和西北地区平均年降水量明显减少，华北平原地区最为显著。三是极端气候事件发生频繁。干旱、洪涝、持续高温、低温冷害等重大、突发性极端气候事件发生频率不断增加、危害范围持续扩大、災害程度进一步加重、因灾损失明显增加，严重威胁着我国的粮食生产和农业的可持续发展。以干旱为例，近50年来全国共发生164次区域性气象干旱事件，其中极端、严重、中度和轻度气象干旱事件分别达16次、33次、65次和50次。1961年以来，全国区域性气象干旱事件发生频次呈上升趋势，2003年以来总体偏多，在空间分布上呈现出由东南向西北逐渐增加的趋势，新疆、西藏、甘肃、青海、内蒙古等西部省、区发生频率较高。

二、气候变化给我国粮食安全带来的严峻挑战

粮食系统是一个集粮食生产、消费、流通和贸易等各个环节于一体的链状组织体系，也是受气候变化影响最为敏感和脆弱的系统。以气候趋暖性、气候波动性、气候极端性和气候治理复杂性为主要特征的气候变化过程，增加了农业资源分布的不均衡性、粮食增产的不稳定性、粮食生产的高风险性以及粮食安全的不确定性，对粮食生产、消费、流通和贸易全产业链构成威胁，国家粮食安全正面临着气候变化带来的严峻挑战。

1.气候变暖的趋向性增加了农业资源的不均衡性

光照、温度、水分和土壤等资源要素是决定农业生产的首要自然要素，为农作物的生长、发育提供物质和能量。随着温室气体排放的不断增加，气候变暖直接引起太阳有效辐射、光照时间、水热条件、风速等诸多气候要素的时空分布格局发生深刻变化，从而对农业生长潜力、农业气候资源环境、农业种植制度与结构等产生全方位、多层次的影响。  ⑥ 气候变暖加剧了区域热量资源分布不均衡，引起长江以北或者中高纬度地区，尤其是东北地区≥10℃的有效积温增多，农作物生长所需的热量资源增加，生长季时间变长，有效降低了低温冷害的不利影响，这样使得喜温作物的种植界限北移东扩，增加了晚熟农作物的种植面积，改变了区域农作物的种植结构。以东北地区为例，近50年东北地区升温明显，生长季热量资源增加，农业可用水资源和光能资源呈不同程度减少趋势，且时空分布不均，具体表现为作物适宜生育期延长，发育进程加快，全生育期缩短。作物种植格局的变化为玉米、水稻、马铃薯等喜温作物种植面积扩大，春小麦种植面积减小。

2.气候变化的波动性增加了粮食产量的不穩定性

气候变化对粮食安全的影响最直观地反映在粮食产量的变化上，气候变化如何影响粮食产量，是以正效应为主，还是以负效应为主，并且不同区域、不同种类的粮食作物对气候变化的响应也不相同，这些都对粮食的稳产增产的不稳定性产生威胁。  ⑦ 以水稻、小麦、玉米三大粮食作物为例，历史上长期的气候变暖趋势对小麦和玉米产量产生不利影响，但是对水稻产量产生有利影响。自改革开放以来，由于气候变暖的影响，我国的小麦总产量每年减少约1.2×10 5吨。除了江苏、河南和天津以外，气候变暖对小麦产量的影响都是负效应。对于玉米来说，除了黑龙江以外，不管是在全国尺度上还是区域尺度上，玉米产量与生长季气候变暖均呈负相关关系。对于水稻来说，气候变暖对不同种类水稻的影响不一样，虽然都会使单季稻、早稻和晚稻的产量降低，但是单季稻和晚稻的降低幅度大于早稻的降低幅度，且单季稻的减产幅度呈由北向南逐渐增加的趋势。在不考虑CO2施肥效应的背景下，预计到2030年，水稻、小麦和玉米的产量将分别减少5.6%、5.0%和5.1%。  ⑧

3.气候变化的极端性增加了粮食生产的高风险性

一般来说，气候变暖的非均匀性很容易引起温度、降水等气象因素在一定时间尺度上发生的不同于气候系统平均状态的气候突变，这种区域异质性的极化现象，往往会导致极端气候事件发生，形成旱时更旱、涝时更涝的不利局面。并且，随着气候变暖程度的增加，干旱灾害呈面积增大和频率加快趋势，北方旱灾影响明显比南方严重。1961年以来，全国气象干旱事件频次呈上升趋势，全年及四季的持续干期由东南向西北呈逐渐增加趋势，高值区出现在新疆、西藏、甘肃、青海、内蒙古等西部省、区。尤其是近年来，全国干旱成灾率平均达到56%，农业干旱化与旱灾影响显著增加，且以秦岭—淮河线为界的北方旱灾影响明显高于南方，增速也比南方快。  ⑨ 黄淮海平原、长江中下游地区和东北农区三大耕作区总平均受灾面积约占全国受灾面积的69%，为旱灾频发区。长江流域在1966年、1967年、1978年、1994年和2003年均发生了严重的高温热害，其中2003年是该地区史上最严重的热害发生年，长江流域受害面积达3.0×10 7hm 2，损失稻谷达5.18×10 7吨，经济损失近百亿元。

4.气候治理的复杂性增加了粮食安全的不确定性

应对气候变化不仅是科学问题和产业转型问题，同时也是国家之间争夺发展权的政治问题。自1992年《联合国气候变化框架公约》签署后，全球气候治理体系得到确立，世界各国纷纷将低碳发展上升为国家战略，共同应对气候变化的挑战。但是，气候治理是一个全球性、长期性和复杂性问题。从全球性分析来看，没有任何一个国家能够在气候变化问题上独善其身，其产生是自工业革命以来大气二氧化碳（CO2）排放失控的结果，发达国家和发展中国家存在共同但有区别的责任，双边的政治博弈与经济博弈日趋激烈。从长期性分析，全球气候治理体系正在形成并不断强化对温室气体排放的机制性约束，虽然取得了一定成效，但总体进展比较缓慢，要达到全球平均温度增加幅度不超过2℃的目标，据预测还需要30年甚至更长时间，而完全实现21世纪下半叶人类排放的CO2与大自然的吸收平衡的时间还将会更长。从复杂性分析，影响气候变化的因素非常复杂，既有自然因素，也有人为因素;既有历史因素，也有现实因素;既有全球因素，也有区域因素;并且在气候治理与气候安全方面，既要兼顾粮食安全、经济安全、资源安全和生态安全，又要减缓和适应气候变暖的不利影响。总之，气候治理的全球性、长期性和复杂性，更是增加了当前及未来一个时期保障粮食安全的不确定性。

三、解决气候变化给我国粮食安全 带来严峻挑战的应对策略

气候变化已经对我国粮食安全产生了复杂而深刻的影响，普遍而有区别，总体以不利影响为主。气候暖干化，全国日照时数呈减少趋势，旱涝灾害和高温热害日益加重，且空间与季节分布不均衡，使得我国粮食稳产增产面临日益严峻的挑战。加快建立减缓和应对气候变化的粮食安全适应性策略是当前及今后面临的紧迫任务。

1.遵循气候变化的区域分异，调整作物播种时间

气候变暖引起农业资源的不均衡性，调整作物播种期已经成为目前农业生产上应用最普遍最有效的适应措施。一是适度提前北方春播时间。东北平原可以利用土壤化冻翻浆水分配合地膜覆盖，玉米可提早到日平均气温稳定通过7℃开始春播，有效减轻春旱对出苗的威胁。二是科学选用不同熟性作物品种。华北和东北西南部山区提前准备早熟、中早熟、中熟等不同品种的作物种子，内蒙古中东部地区春旱严重，为避免受灾应推迟春小麦播种期。三是针对秋季气候变暖，适时推迟冬小麦作物播种期。秋冬气候变暖将导致华北冬小麦过冬前生长过旺，越冬易受冻伤，不利于春季生长和产量形成，一般播种期需要推迟7天以上。四是适时提前夏玉米作物播种期。由于冬小麦生育期明显缩短，黄淮海平原地区夏玉米播种时间有所提前，收获期显著延迟，有助于夏玉米增产。

2.提高作物复种指数，落实“藏粮于地”战略

耕地复种行为主要受到气候、土壤、环境、育种技术和农业基础设施等自然因素和社会经济因素等多重因素的影响。一是充分挖掘农业光温生产潜力，发展多熟种植。东北平原地区，在未来气候变暖背景下，可充分利用气候变化带来的热量资源增加、冬小麦种植界限明显北移等优势，有效挖掘农业生产潜力，北部地区可适当种植早熟的玉米、大豆、水稻，辽宁南部地区可适当种植冬小麦——水稻（玉米、大豆等）一年两熟作物，扩大复种范围。二是调整种植区域和品种类型。在长江中下游地区，种植制度主要以稻麦两熟为主，气候变暖导致的农业有效积温增加可使三熟制成为稳定熟制，北部地区由晚稻早熟和中熟品种类型改种为晚稻中熟和晚熟类型，冬小麦可由目前的以弱冬性类型为主改为以春性类型为主。三是调整主要农区生产管理方式。东北地区针对春旱威胁，加大推广地膜覆盖和膜下滴灌技术，并应积极推广机械栽培和社会化服务。华北平原主要推广节水保水技术，提高水资源利用率。

3.选育高产优质抗逆性强的作物新品种，落實“藏粮于技”战略

根据全球气候变暖背景下我国农业气象灾害发生的频率、强度和类型特征变化的时空差异，在进行粮食生产经营活动中要适当选择并培育高产、优质、抗性强的农作物新品种。在东北平原气候暖干化趋势加剧的地区，发生高温热害频次高，应积极培育耐旱耐热的作物新品种;黄淮海平原地区小麦育种可适度降低对冬性的要求，发展高产、优质的强筋小麦品种和广适、节水、高产的中筋小麦品种。在粮食主产区建设和完善一批农作物品种试验站、抗性鉴定站、新品种引进示范场、植物新品种测试（分）中心、植物品种繁殖材料保藏库以及品种真实性鉴定中心，形成覆盖不同气候区或者气候带的农作物品种试验网络体系。

4.加强农业气象灾害的风险管理，提高粮食安全综合保障能力

一是加强农业气象灾害的风险分析与预估，积极开展我国农业气象灾害的孕灾环境、致灾因子、承灾体脆弱性、抗灾能力等研究，加强农业气象灾害风险评估，有针对性地采取不同区域不同灾害类型的风险管理对策。二是进一步完善农业气象灾害的监测、预报和预警体系。特别是要加强数据分析和预测技术研发，建立各级气象灾害应急管理系统，研究主要农作物在不同区域和不同气象灾害胁迫情景下的防御机制和形态特征的甄别标准与科学诊断，大力发展农业气象灾害预警、产量预报以及人工影响天气业务，进一步提升我国粮食安全应对气候变化的保障能力。三是建立农业气象灾害保险制度。推进农业灾害保险试点，增强适度规模经营农户防范和应对大灾风险的能力，有效发挥农业保险的功能作用。

 注释

①彭俊杰：《产业链视角下我国粮食安全战略再认识》，《中州学刊》2017年第4期。

②覃志豪、唐华俊、李文娟：《气候变化对我国粮食生产系统影响的研究前沿》，《中国农业资源与区划》2015年第1期。

③PRKM Leo. IPCC， 2014， Climate Change 2014： Synthesis Report. Contribution of Working Groups I， II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.   Journal of Romance Studies ， 2015 ， 4 （2）， pp.85-88.

④《气候变化2013：自然科学基础》，中国气象局网站，http：//www.cma.gov.cn/2011xzt/2014zt/20140507/2014050707/201405/t20140507_245482.html，2014年5月7日。

⑤《科技部 环境保护部 气象局关于印发〈 “十三五”应对气候变化科技创新专项规划〉的通知》，中华人民共和国科学技术部网站，http：//www.most.gov.cn/mostinfo/xinxifenlei/fgzc/gfxwj/gfxwj2017/201705/t20170517_132850.htm，2017年4月27日。

⑥谢立勇等：《粮食生产系统对气候变化的响应：敏感性与脆弱性》，《中国人口·资源与环境》2014年第5期。

⑦彭俊杰：《气候变化对全球粮食产量的影响综述》，《世界农业》2017年第5期。

⑧周曙东等：《未来气候变化对我国粮食安全的影响》，《南京农业大学学报》（社会科学版）2013年第1期。

⑨张强等：《论气候变暖背景下干旱和干旱灾害风险特征与管理策略》，《地球科学进展》2014年第1期。

The Challenges and Countermeasures of China′s Food Security under the   Background of Climate Change

Zhang Yuzhou

Abstract： Climatic warming characterized with significant temperature increasing， unbalanced spatial-temporal distribution of precipitation and increase of extreme climatic events， has caused the unbalanced distribution of agricultural resources， the instability of grain production， the high risk of food production， and the uncertainty of food security. The paper summarizes and considers how climate change affects food security from the macro and micro perspectives. And it puts forward the suggestion that in order to ensure national food security， we should mitigate and respond to climate change in response to food security by adjusting crop sowing time， increasing crop multiple cropping index， breeding new crop varieties with high yield， high quality and strong stress resistance， and strengthening the risk management of agricultural meteorological disasters.

Key words： climate change; food security; coping strategies