氣候變化對(duì)河南省糧食生產(chǎn)的影響及適應(yīng)性措施研究

□吳桂月 □張亞麗 □郭世界 □張明宇 □王培豪

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院；河南省高校農(nóng)業(yè)資源利用工程技術(shù)研究中心）

以全球變暖為主要特征的全球氣候變化對(duì)環(huán)境、生態(tài)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響，并通過(guò)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的影響直接威脅到糧食安全。河南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)條件比較薄弱，加之地處南北氣候過(guò)渡帶和山區(qū)到平原的過(guò)渡帶，對(duì)氣候變化的適應(yīng)能力比較弱，是受氣候變化和氣象災(zāi)害影響最嚴(yán)重的省份之一。作為人口大省、糧食和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大省，積極應(yīng)對(duì)氣候變化，抓好糧食生產(chǎn)，有利于全省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，有助于穩(wěn)固國(guó)家糧食安全大局。

1.河南省氣候變化特征及預(yù)測(cè)

根據(jù)河南省氣象站1961-2010年氣象資料，河南省近50年氣候變化特點(diǎn)主要為：氣候變暖趨勢(shì)明顯，無(wú)論是年平均氣溫還是年際變化，河南省氣溫均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)；年降水量整體呈不明顯的減少趨勢(shì)，減少速率為2.32億m3/10a，不同區(qū)域降水量變化趨勢(shì)不一，豫北、豫西和豫中為減少趨勢(shì)，豫東、豫西南和豫南呈不同程度的增加趨勢(shì)[1]；干旱、暖冬、洪澇和寒潮等極端氣候事件增加，尤其是農(nóng)業(yè)干旱災(zāi)害發(fā)生的頻次和強(qiáng)度明顯增加。

依據(jù)IPCC（聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)Intergovernmental Panelon Climate Change）報(bào)告中提供的數(shù)據(jù)，未來(lái)河南省氣候?qū)⒗^續(xù)向“暖而干”的方向發(fā)展，高溫、干旱和強(qiáng)降雨等極端氣候事件發(fā)生頻率增大。

2.河南省氣候變化對(duì)糧食生產(chǎn)的影響

氣候變化通過(guò)改變農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中光照、熱量、水分，以及光熱和水分的匹配狀況影響其生產(chǎn)力，從而對(duì)農(nóng)業(yè)布局、種植制度，作物生長(zhǎng)及產(chǎn)量產(chǎn)生影響。

2.1 氣候變化對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響

氣候的變化直接帶來(lái)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)氣候環(huán)境的變化，從而對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生一定的影響。一方面，氣候變化利于作物生長(zhǎng)，溫度升高使作物生長(zhǎng)發(fā)育速度加快，生育期縮短；另一方面氣溫升高后，高溫將抑制作物的生長(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致作物生育期縮短，生長(zhǎng)量減少，可能會(huì)抵消全年生長(zhǎng)期延長(zhǎng)的效果。

氣候變暖將改善區(qū)域的熱量資源，積溫增多，作物生長(zhǎng)季節(jié)延長(zhǎng)，低溫冷害有所減輕，將進(jìn)一步影響河南省的農(nóng)作物種植制度，導(dǎo)致喜溫作物界限北移，晚熟作物品種種植面積增加。未來(lái)河南省暖冬出現(xiàn)的幾率會(huì)進(jìn)一步增大，春性冬小麥的種植界限將進(jìn)一步北移。隨著無(wú)霜期的延長(zhǎng)，一些生長(zhǎng)期較長(zhǎng)的中晚熟的優(yōu)良品種也可以進(jìn)行種植。

2.2 氣候變化對(duì)水資源的影響

受降水量減少的影響，河南省水資源總量呈減少趨勢(shì)，減少速率為10.85億m3/10a，大于降水資源量的減少速率。全省17個(gè)地市，除淮河流域的駐馬店、周口、漯河、許昌4市水資源量呈弱增加趨勢(shì)外，其余13個(gè)市水資源量均呈弱減少趨勢(shì)，減少速率為豫西最大，豫北次之，豫中最少。全省水資源總量的年際變化特點(diǎn)與降水量基本一致。2030年在平水～中等干旱年情況下，全省總?cè)彼?14.3～181.4億m3，占總需水量的21%～31%。氣候變暖對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉用水的影響，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)工業(yè)用水和生活用水的影響。

2.3 氣候變化誘致農(nóng)業(yè)災(zāi)害頻發(fā)

表1 各氣候變化糧食生產(chǎn)區(qū)應(yīng)對(duì)氣候變化糧食生產(chǎn)措施遴選復(fù)查結(jié)果表

極端氣候?qū)е罗r(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害頻發(fā)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)增大。在河南省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害中，主要有干旱、洪澇、干熱風(fēng)、風(fēng)沙、冰雹及與氣象條件關(guān)系密切的病蟲(chóng)害。干旱是河南平原地區(qū)最普遍、最頻繁的氣象災(zāi)害，近50年來(lái)旱災(zāi)面積大767萬(wàn)hm2的年份有22年，頻率達(dá)45%。河南省雨澇災(zāi)害的發(fā)生具有明顯的季節(jié)性、區(qū)域性及年際變化特點(diǎn)。全省春澇、初夏澇頻率南高北低，平均雨澇成災(zāi)面積每年在80萬(wàn)hm2以上。各種災(zāi)害中，以干旱、洪澇災(zāi)害的危害最重，其造成的損失約占全部農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害損失的70%左右。2009年，河南全省小麥?zhǔn)芎得娣e達(dá)290.00萬(wàn)hm2，超過(guò)麥播面積的1/2，其中4.33萬(wàn)hm2小麥出現(xiàn)枯死現(xiàn)象。目前河南省農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施依然脆弱，抗御自然災(zāi)害的能力較低，糧食生產(chǎn)條件亟待改善。隨著氣候變暖，重大氣象災(zāi)害具有“提早、增多、加重”的發(fā)生趨勢(shì)，氣象災(zāi)害造成糧食產(chǎn)量減產(chǎn)率由正常年景的10%左右將升至20%～30%，從而使糧食增產(chǎn)的限制性因素增大，對(duì)防御自然災(zāi)害的能力與水平提出了更高要求。

2.4 氣候變化導(dǎo)致糧食生產(chǎn)成本增加

暖干氣候?qū)е伦魑锷诳衫盟Y源總量減少，為保障糧食穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)，勢(shì)必增加了抗旱灌溉的支出。氣候變暖后，土壤有機(jī)質(zhì)的微生物分解將加快，造成地力下降。這意味著需要施用更多的肥料以滿足糧食作物的需要，施肥量的增加意味著投入的增加。氣候變暖和干旱將加重病蟲(chóng)害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害程度，特別是小麥銹病、粘蟲(chóng)、草地螟等的危害加重。各種病蟲(chóng)出現(xiàn)的范圍也可能向高緯地區(qū)延伸，必將增加施用農(nóng)藥和除草劑，增大糧食生產(chǎn)成本。

3.河南省應(yīng)對(duì)氣候變化糧食生產(chǎn)措施綜合分析

3.1 河南省糧食生產(chǎn)氣候變化分區(qū)

根據(jù) 《河南省綜合農(nóng)業(yè)區(qū)劃》、《河南土壤區(qū)劃》、《河南省農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃》、《河南省水利區(qū)劃簡(jiǎn)明報(bào)告》等資料，對(duì)河南省應(yīng)對(duì)氣候變化糧食生產(chǎn)措施進(jìn)行分區(qū)，把全省共分8個(gè)區(qū)：Ⅰ豫北山區(qū)糧食生產(chǎn)氣候區(qū)；Ⅱ豫北平原糧食生產(chǎn)氣候區(qū)；Ⅲ豫西山地糧食生產(chǎn)氣候區(qū)；Ⅳ豫中丘陵糧食生產(chǎn)氣候區(qū)；Ⅴ豫東平原糧食生產(chǎn)氣候區(qū)；Ⅵ南陽(yáng)盆地糧食生產(chǎn)氣候區(qū)；Ⅶ豫東南平原糧食生產(chǎn)氣候區(qū)；Ⅷ豫南山丘糧食生產(chǎn)氣候區(qū);見(jiàn)圖1。

3.2 頭腦風(fēng)暴法簡(jiǎn)介

頭腦風(fēng)暴法(Brainstorming)的發(fā)明者是現(xiàn)代創(chuàng)造學(xué)的創(chuàng)始人，美國(guó)學(xué)者阿歷克斯·奧斯本于1938年首次提出頭腦風(fēng)暴法。Brainstorming原指精神病患者頭腦中短時(shí)間出現(xiàn)的思維紊亂現(xiàn)象，病人會(huì)產(chǎn)生大量的胡思亂想。奧斯本借用這個(gè)概念來(lái)比喻思維高度活躍，打破常規(guī)的思維方式而產(chǎn)生大量創(chuàng)造性設(shè)想的狀況。頭腦風(fēng)暴法力圖通過(guò)一定的討論程序與規(guī)則來(lái)保證創(chuàng)造性討論的有效性，特點(diǎn)是讓與會(huì)者敞開(kāi)思想，使各種設(shè)想在相互碰撞中激起腦海的創(chuàng)造性風(fēng)暴，是一種集體開(kāi)發(fā)思維的方法[4]。

3.3 頭腦風(fēng)暴法在應(yīng)對(duì)氣候變化糧食生產(chǎn)措施遴選中的應(yīng)用

議題：關(guān)于應(yīng)對(duì)氣候變化糧食生產(chǎn)措施遴選及排序。會(huì)前準(zhǔn)備：根據(jù)河南省糧食生產(chǎn)氣候分區(qū)及各區(qū)主要?dú)庀鬄?zāi)害，制定應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施清單，請(qǐng)專(zhuān)家綜合考慮各措施（實(shí)施應(yīng)用情況、存在問(wèn)題、風(fēng)險(xiǎn)、安全性、可行性）進(jìn)行優(yōu)先排序。確定人選：所請(qǐng)專(zhuān)家的專(zhuān)業(yè)范圍包括作物栽培、農(nóng)業(yè)氣象、農(nóng)田水利、林業(yè)、環(huán)境、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)等專(zhuān)業(yè)專(zhuān)家。實(shí)施過(guò)程：由主持人公布議題，安排各專(zhuān)家針對(duì)議題綜合考慮各措施進(jìn)行優(yōu)先排序。時(shí)間實(shí)施：一個(gè)區(qū)大概10—15min討論時(shí)間。

最后匯總各個(gè)專(zhuān)家們意見(jiàn)措施，再進(jìn)行糧食生產(chǎn)應(yīng)對(duì)氣候變化適應(yīng)性措施綜合分析，結(jié)果見(jiàn)下表。

圖1 河南省應(yīng)對(duì)氣候變化糧食生產(chǎn)措施分區(qū)圖

四、結(jié)論

合理分配自然資源、多途徑進(jìn)行節(jié)水保肥等技術(shù)和措施，對(duì)穩(wěn)固我省糧食生產(chǎn)、推進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。今后，河南省氣候?qū)⒗^續(xù)向“暖而干”的方向發(fā)展，高溫、干旱和強(qiáng)降雨等極端氣候事件發(fā)生頻率增大，而這些氣候變化及其帶來(lái)的影響是不可調(diào)控的。本文運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法針對(duì)河南省不同的糧食生產(chǎn)變化分區(qū)進(jìn)行分析，并篩選出各個(gè)氣候變化分區(qū)的適宜性應(yīng)對(duì)措施。氣候變化對(duì)河南省糧食生產(chǎn)的影響相互作用，相互交織，在時(shí)間和空間上呈現(xiàn)錯(cuò)綜復(fù)雜的現(xiàn)象和結(jié)果，氣候變化及其糧食生產(chǎn)的適應(yīng)、減緩措施研究涉及因素多、影響方面復(fù)雜，各項(xiàng)應(yīng)對(duì)措施的遴選應(yīng)結(jié)合自然條件、氣候變化規(guī)律和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平條件，統(tǒng)籌考慮，進(jìn)一步細(xì)化和重組。

[1]顧萬(wàn)龍,王繼芳,竹磊磊.1956—2007年河南省降水和水資源變化及評(píng)估[J].氣候變化研究進(jìn)展,2010（7）.

[2]王偉,等.創(chuàng)建節(jié)水型社會(huì) 加強(qiáng)節(jié)約用水管理——2009年河南旱情的思考.[J],河南水利與南水北調(diào),2010(5).

[3]氣候變化與作物產(chǎn)量編寫(xiě)組.氣候變化與作物產(chǎn)量[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社,1992.