科學(xué)應(yīng)對(duì)氣候變化 確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全

張青山 宣立民

近百年來(lái)，以全球變暖為主要特征，全球的氣候與環(huán)境發(fā)生了重大的變化。由于氣候變化加劇而引起的水資源短缺，生態(tài)系統(tǒng)退化，土壤侵蝕加劇，生物多樣性銳減，臭氧層耗損，大氣成分改變等，對(duì)人類的生存和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。農(nóng)業(yè)是對(duì)天氣變化最為敏感的主體之一，因?yàn)闅夂蚴冀K是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素，到目前為止，農(nóng)業(yè)還沒有改變靠天吃飯的局面。農(nóng)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)所帶來(lái)的不利影響，特別是極端氣候事件誘發(fā)的自然災(zāi)害將造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的波動(dòng)、危及糧食安全、社會(huì)的穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。及早開展氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)影響的研究，發(fā)現(xiàn)可能存在的問(wèn)題，提前采取適應(yīng)性對(duì)策具有極其重要的戰(zhàn)略意義。

1.氣候變化的特點(diǎn)

1.1平均溫度明顯上升 由于大氣中二氧化碳、甲烷、氧化亞氮等溫室氣體濃度明顯增加，造成地球表面溫度上升，全球氣候變暖，進(jìn)而引起全球的氣候變化。中國(guó)近100 年來(lái)年平均氣溫明顯增加，比同期全球增溫平均值略高，這對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)具有重大影響。

1.2降水出現(xiàn)區(qū)域性與季節(jié)性不均衡 溫度的提高會(huì)加快地表水的蒸發(fā)，導(dǎo)致水循環(huán)加劇，暴雨出現(xiàn)的概率增加，雖然降水量很大，卻不能得到有效利用。各地降水量和蒸發(fā)量的時(shí)空分布也會(huì)顯著改變。降水既會(huì)出現(xiàn)區(qū)域性不均衡，也會(huì)出現(xiàn)季節(jié)性不均衡，即在農(nóng)作物最需要水的時(shí)候出現(xiàn)季節(jié)性干旱，從而給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重影響。過(guò)去的概念是中國(guó)西北部缺水，今后在中國(guó)南方也可能出現(xiàn)季節(jié)性干旱，水資源短缺將成為一個(gè)嚴(yán)峻的問(wèn)題。

1.3極端氣候現(xiàn)象有增多趨勢(shì) 極端氣候現(xiàn)象指一些發(fā)生在特定地區(qū)和時(shí)間的罕見天氣事件，極端氣候現(xiàn)象的罕見程度一般相當(dāng)于觀察到的概率密度函數(shù)小于10%，這些極端氣候現(xiàn)象包括干旱、洪澇、低溫暴雪、颶風(fēng)、致命熱浪等。極端天氣氣候事件的發(fā)生和全球變暖有關(guān)，也是氣候變化的表現(xiàn)之一。在全球氣候變暖的總趨勢(shì)下，大氣的環(huán)流特征和要素發(fā)生了改變，引發(fā)復(fù)雜的大氣——海洋——陸面相互作用，大氣水分循環(huán)加劇，氣候變化幅度加大，不穩(wěn)定因素增加，導(dǎo)致這些小概率、高影響天氣氣候事件的發(fā)生機(jī)率增加。極端氣候事件對(duì)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的影響往往大于氣候平均變率所帶來(lái)的影響。

1.4冰川消融導(dǎo)致海平面上升 在內(nèi)陸地區(qū)增溫造成冰川退縮，雪線上升，在南極冰川逐步融化、冰架面臨坍塌，而北極冰帽正在持續(xù)消融中，漂浮在北冰洋上的成年厚冰塊不斷融化，這些因素再加上海水受熱膨脹將會(huì)使海平面上升。海平面上升會(huì)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)一系列問(wèn)題。

2.氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

2.1氣候變化對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)的影響 農(nóng)作物對(duì)降水存在類似倒U 型曲線的敏感性關(guān)系。當(dāng)降水嚴(yán)重不足時(shí)，農(nóng)作物對(duì)水分的需求得不到滿足，會(huì)出現(xiàn)干旱癥狀，從而影響作物的正常生長(zhǎng)；當(dāng)降水量增加到一定范圍內(nèi)，加上溫度及光照的配合，作物得以茁壯成長(zhǎng)；當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)大雨、降水量超過(guò)一定范圍時(shí)，又會(huì)對(duì)作物產(chǎn)生不利的影響。在開花期出現(xiàn)陰雨會(huì)影響作物授粉，造成落花落果；長(zhǎng)期陰雨還會(huì)誘發(fā)病害；降水量過(guò)多會(huì)造成農(nóng)田漬害，嚴(yán)重時(shí)作物會(huì)被淹死。

2.2氣候變化對(duì)種植制度的影響 CO2 倍增時(shí)溫度升高，增加了各地的熱量資源，使各地的潛在生長(zhǎng)季有所延長(zhǎng)，無(wú)疑對(duì)多熟種植有利，從而使當(dāng)前多熟種植的北界向北推移。當(dāng)前我國(guó)的一年一熟制大約可向北推移200~300公里 ，一年二熟制和一年三熟制的北界也將向北推移 500 公里左右。麥、稻兩熟區(qū)、雙季稻種植區(qū)和一年三熟制的水稻產(chǎn)區(qū)，只要水分條件能滿足生育期的需要，種植北界均可向北推移。這種變化有可能使一年二熟、一年三熟種植的面積擴(kuò)大。

2.3氣候變化對(duì)病蟲害的影響 由于溫度升高，害蟲發(fā)育的起點(diǎn)時(shí)間有可能提前，一年中害蟲繁殖代數(shù)也因此而增加，在新的有利環(huán)境條件下，某些害蟲的蟲口指數(shù)將增加，造成農(nóng)田多次受害的幾率提高。病蟲越冬狀況受溫度影響將更加明顯，冬季變暖，容易越冬，蟲源和病源增大；害蟲的休眠越冬期縮短，世代增多。

3.應(yīng)對(duì)氣候變化的農(nóng)業(yè)對(duì)策

根據(jù)糧食生產(chǎn)的趨勢(shì)與前景、水資源的農(nóng)業(yè)調(diào)配與利用、氣候變化后的土地生產(chǎn)力等，確定農(nóng)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)與農(nóng)業(yè)技術(shù)的政策與導(dǎo)向；根據(jù)氣候條件的可能變化，通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)和田間試驗(yàn)，以確定其對(duì)農(nóng)業(yè)影響的程度；研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局和結(jié)構(gòu)的調(diào)整方案，以確定適應(yīng)各種變化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形式與內(nèi)容；研究高溫?zé)岷?、干旱等農(nóng)業(yè)災(zāi)害的機(jī)制和規(guī)律，提出適應(yīng)、抗御的途徑與措施；發(fā)展旱地農(nóng)業(yè)和節(jié)水農(nóng)業(yè)，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)抗逆性，以適應(yīng)氣候變化帶來(lái)的不利影響；培育耐旱、耐濕、耐熱性作物品種，改變耕作制度和栽培管理?xiàng)l件，以適應(yīng)變暖、變干、變濕的氣候環(huán)境，提高抗御不良環(huán)境影響的能力；采取必要措施，減緩“溫室效應(yīng)”引起全球氣候變暖的程度和速度。