河北省農(nóng)業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化的對(duì)策研究

劉芳圓，肖嗣榮，張可慧

（河北省科學(xué)院地理科學(xué)研究所，河北 石家莊 050021）

近50年來氣候變化己經(jīng)對(duì)河北省生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)產(chǎn)生明顯的不利影響。而農(nóng)業(yè)對(duì)氣候變化最為敏感，存在明顯的脆弱性。根據(jù)氣候變化和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測(cè)可知［1］，到2050年前河北省水資源供需矛盾十分尖銳，仍處于暖干化趨勢(shì)。因此，未來氣候變化將對(duì)我省人類生存環(huán)境產(chǎn)生持久影響，威脅河北省可持續(xù)發(fā)展，對(duì)我省的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生巨大影響。應(yīng)采取減緩氣候變化的合理適應(yīng)措施，不斷提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)氣候變化的適應(yīng)能力，對(duì)減輕氣候變化的不利影響，促進(jìn)我省社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。

1 氣候變化及對(duì)河北省農(nóng)業(yè)的主要影響

1.1 河北省近50年氣候變化特征及趨勢(shì)

根據(jù)中國(guó)氣象局國(guó)家氣象信息中心提供的在河北地區(qū)均勻分布的23個(gè)氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，近50年來河北省年平均氣溫表現(xiàn)為波動(dòng)上升，年氣溫的氣候傾向率為0.364℃/10a，其中冬季增溫幅度最大，其次為春季，而夏季和秋季增溫相對(duì)平緩，低于年氣溫的增幅。年降水量總體呈波動(dòng)減少的趨勢(shì)，其氣候傾向率為－20.76mm/10a，春季降水量呈現(xiàn)微增的線性趨勢(shì)，夏季降水量波動(dòng)減少趨勢(shì)非常明顯，秋季和冬季降水量變化趨于平穩(wěn)。另外，相對(duì)濕度的變化趨勢(shì)總體為緩慢減小，年均風(fēng)速和日照時(shí)數(shù)都呈振蕩下降趨勢(shì)。

基于未來氣候自然變化趨勢(shì)和人類活動(dòng)影響的預(yù)估，認(rèn)為我省到本世紀(jì)末氣溫仍處于升高趨勢(shì)，而降水會(huì)有所增加，但水資源依然短缺。

1.2 氣候變化對(duì)河北省農(nóng)業(yè)的影響

1.2.1 氣候變化使農(nóng)業(yè)環(huán)境惡化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本增加

氣候變化影響了整個(gè)水循環(huán)過程，地表水資源銳減，地表灌溉面積逐漸由井灌代替，造成地下水超采嚴(yán)重，地下水位逐年下降。同時(shí)土地干化、干旱威脅加重；土地沙化和草場(chǎng)退化；濕地減少，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境惡化。

氣候變化從不同方面增加了農(nóng)業(yè)成本的投入。首先，氣候變化引發(fā)的災(zāi)害需要更多的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入，例如由于氣候干旱以及超采導(dǎo)致淺層地下水位下降、機(jī)井報(bào)廢與能耗劇增。據(jù)調(diào)查，每年因地下水位下降，出水量減少造成機(jī)井報(bào)廢、機(jī)泵換代，效率降低，能耗增加等形成直接經(jīng)濟(jì)損失約21.6億元。其次，氣溫升高，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)病蟲草害加重，棉紅鈴蟲的發(fā)生界限可能將向北移至冀中部保定、定州一帶。二氧化碳倍增時(shí)，棉鈴蟲增加1代［2］。氣候變暖使得小麥蚜蟲、小麥條銹病多發(fā)［3］，都將增加農(nóng)藥和除草劑的用量。再次，氣溫升高導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)的微生物分解加快以及速效氮的釋放量增大，需要施用更多的肥料以滿足作物的需要。這些都意味著農(nóng)業(yè)成本和投資需求大幅度增加。

1.2.2 氣候變化對(duì)種植制度的影響

氣溫升高使各農(nóng)業(yè)界限積溫呈增加趨勢(shì)［4］，隨著熱量資源的增加，作物生育期將會(huì)改變：冬小麥各生育期均有所提前［5］，冬小麥返青—開花期和開花—成熟期生育天數(shù)縮短，從而導(dǎo)致開花和成熟期提前［6］，對(duì)冬小麥產(chǎn)區(qū)的種植制度和作物品種將產(chǎn)生較大影響。氣候變暖使得本區(qū)近50年間冬小麥種植北界向北推移了30～50km。由于冬季氣溫顯著升高，麥區(qū)目前種植的強(qiáng)冬性冬小麥品種因冬季無法經(jīng)歷足夠的寒冷期而不能滿足春化作用對(duì)低溫的要求，將會(huì)被其他類型的冬小麥品種（如冬半年）所取代。由于氣候干化，水資源越來越短缺，在保障糧食安全的前提下，近年來河北省壓縮高耗水的作物小麥種植面積近50萬hm2。

1.2.3 極端天氣變化對(duì)農(nóng)業(yè)影響

在氣候變暖背景下，我省主要極端天氣氣候事件的頻率和強(qiáng)度出現(xiàn)了明顯的變化。自1965年以來我省干旱經(jīng)常發(fā)生，而且不斷加劇。近50年來，我省干旱面積平均為每10年增加約1.4%。使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)遭受的損失越來越大。2009年，我省大部地區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重冬旱，中南部地區(qū)旱情重、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)；北部地區(qū)夏秋季發(fā)生近50年來少見的旱情。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全省因旱受災(zāi)人口82.7萬人，農(nóng)作物受災(zāi)面積170.5萬hm2，絕收面積41.8萬hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失52.96億元。2009年11月8—12日我省大部地區(qū)出現(xiàn)暴雪天氣，農(nóng)作物受災(zāi)面積16.27萬hm2，造成直接經(jīng)濟(jì)損失15.27億元［7］。2010年出現(xiàn)夏旱及秋冬連旱，其中夏季干旱嚴(yán)重，造成農(nóng)作物大面積絕收和大量人員及大牲畜出現(xiàn)臨時(shí)性水困難。年內(nèi)全省因旱災(zāi)人口870.2萬人，農(nóng)作物受災(zāi)面積95.5萬hm2，因?yàn)?zāi)造成直接經(jīng)濟(jì)損失28.4億元［8］。近50年來，我省霧霾和高溫日數(shù)呈增加趨勢(shì)，也給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民健康，帶來不利影響。

2 應(yīng)對(duì)氣候變化措施

2.1 管理措施

加強(qiáng)氣候變化治理的管理：一要進(jìn)一步提高生態(tài)意識(shí)，增強(qiáng)生態(tài)環(huán)境知識(shí)的宣傳，增加緊迫性，使生態(tài)環(huán)境安全成為全社會(huì)的共識(shí)；二要加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，盡快健全組織領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，明確職責(zé)，并盡快制定與完善有關(guān)節(jié)能減排的配置政策法規(guī)，調(diào)動(dòng)廣大干部、群眾參與的積極性；三要千方百計(jì)增加投入；四要總結(jié)過去節(jié)能減排的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，認(rèn)真掌握客觀規(guī)律，減少盲目性，實(shí)施科學(xué)管理。加強(qiáng)土地利用的管理，保證耕地、林地、草地、濕地等適當(dāng)?shù)谋壤?，保持生態(tài)系統(tǒng)平衡，提高適應(yīng)氣候變化的能力。加強(qiáng)農(nóng)田管理，土地用養(yǎng)結(jié)合，加強(qiáng)適應(yīng)氣候變化的農(nóng)田管理技術(shù)的研究、集成、示范與推廣。

2.2 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

減少氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響，必須改善農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)條件，不斷提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化的應(yīng)變能力和抗災(zāi)減災(zāi)水平。河北省水資源供需矛盾一直緊張，應(yīng)以改土治水為中心，加強(qiáng)渠道固化防滲，減少輸水渠道漏水滲水，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)、科學(xué)灌溉，提高農(nóng)業(yè)用水效率。加強(qiáng)水源地污染治理，研發(fā)引進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)，改造地形以減少?gòu)搅骱痛龠M(jìn)水吸收、減少土壤侵蝕［9］。改善農(nóng)業(yè)生態(tài)與環(huán)境，營(yíng)造和養(yǎng)護(hù)農(nóng)田防護(hù)林，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)抗逆性［10］。強(qiáng)化綜合防治自然災(zāi)害的工程設(shè)施建設(shè)，提高農(nóng)業(yè)對(duì)氣候變化的適應(yīng)能力和防御災(zāi)害能力。

通過實(shí)施農(nóng)業(yè)面源污染防治工程，推廣化肥、農(nóng)藥合理使用技術(shù)，大力加強(qiáng)耕地質(zhì)量建設(shè)，實(shí)施新一輪沃土工程，科學(xué)施用化肥，引導(dǎo)增施有機(jī)肥，全面提升地力，減少農(nóng)田氧化亞氮排放，實(shí)施“生態(tài)家園富民工程”。在農(nóng)村推廣生物技術(shù)、秸稈裂變技術(shù)、太陽能利用技術(shù)、地源熱泵技術(shù)、省柴節(jié)煤灶、吊坑技術(shù)、炊事采暖節(jié)能爐及農(nóng)村生活污水凈化處理技術(shù)等25項(xiàng)節(jié)能減排、節(jié)支增效技術(shù)。充分利用農(nóng)村廢棄物資源、可再生能源和農(nóng)村常規(guī)能源節(jié)能技術(shù)，加快技術(shù)推廣速度，提高農(nóng)戶應(yīng)用率，使鄉(xiāng)村農(nóng)戶生活使用清潔能源，改善居住環(huán)境。

2.3 應(yīng)對(duì)水資源缺乏的措施

2.3.1 科學(xué)灌溉，建立節(jié)水型農(nóng)業(yè)，降低水資源緊張?jiān)斐傻挠绊?/p>

節(jié)水方面，一是采取節(jié)水工程措施，這一措施在農(nóng)業(yè)上包括以噴灌、滴灌為代表的地上灌溉工程，以渠道防滲、低壓管道輸水、田間地面灌溉等普遍采用的地面灌溉工程，以及滲灌、地下滴灌等地下灌溉工程。二是建立節(jié)水高效的用水管理制度。在農(nóng)業(yè)上是根據(jù)作物的需水規(guī)律，把有限的灌溉水量在區(qū)域內(nèi)與時(shí)間上進(jìn)行最優(yōu)化分配，達(dá)到節(jié)水高產(chǎn)高效的目的。

2.3.2 開發(fā)新水源，增加抗御氣候變化而造成的缺水局面的能力

從現(xiàn)時(shí)的水資源評(píng)價(jià)成果看，在河北省近1000億m3的年降水總量中，有80%左右的降水未能作為水資源加以考慮。這一具有巨大潛力的雨水資源，如不加以利用，就又可通過蒸發(fā)返回到大氣中。實(shí)行雨水資源化，對(duì)于干旱缺水的河北省，特別是山區(qū)尤為重要。雨水是山區(qū)缺水旱莊的生活用水和農(nóng)業(yè)用水的主要水資源。這些地區(qū)利用地面、屋頂、坑塘集水，將水貯于水窖與池塘內(nèi)。水窖的發(fā)展解決了許多村莊的人畜飲水問題，現(xiàn)在又發(fā)展了澆作物，將雨水集流于基本上沒有滲漏和蒸發(fā)損失的水窖等貯水池中，再配以高效節(jié)水灌溉技術(shù)，已成為河北山區(qū)解決干旱農(nóng)業(yè)缺水問題的重要途徑。

河北省蒞臨渤海西隅，平原淺層地下水中有咸水資源20.28億m3，是沿海地區(qū)可利用的寶貴水資源，尤其是河北省現(xiàn)時(shí)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，海咸水資源的利用更為必要。海咸水利用包括直接利用與淡化利用兩部：海咸水直接利用是指在農(nóng)業(yè)利用海咸水進(jìn)行灌溉，以及工業(yè)上作為冷卻用水，在城市生活中利用海水沖廁及沖洗街道，補(bǔ)充生產(chǎn)生態(tài)用水。特別是利用咸水灌溉在河北省具有特殊意義。滄州地區(qū)自1976年開始利用礦化度小于5.0g/L的咸水灌溉小麥，與旱地相比增產(chǎn)幅度一般為10%～30%，最高可達(dá)到49%。衡水地區(qū)1990年開始利用外援項(xiàng)目大面積推廣咸淡水混合灌溉技術(shù)，使小麥、玉米、棉花普遍增產(chǎn)。

2.3.3 實(shí)施虛擬水戰(zhàn)略，合理布局，緩解氣候變化造成的缺水壓力

虛擬水資源［11］是指生產(chǎn)商品與服務(wù)所需要的水資源數(shù)量。這是包含在產(chǎn)品中以“虛擬”形式體現(xiàn)出的水量。充分利用各地區(qū)的比較優(yōu)勢(shì)，水資源稟賦以及水資源利用效率的差異，所造成的生產(chǎn)相同產(chǎn)品的水資源成本不同。通過水資源商品化和資源配置全球化，來實(shí)現(xiàn)各地區(qū)水資源效益最大化。這就是實(shí)施水資源戰(zhàn)略的實(shí)質(zhì)。

對(duì)于缺水的河北省，其重要方法就是通過結(jié)構(gòu)調(diào)整生產(chǎn)高效節(jié)水的產(chǎn)品，來代替低效高耗水的產(chǎn)品，或通過市場(chǎng)調(diào)劑手段淘汰某些與本地區(qū)資源配置不相適應(yīng)的高耗水產(chǎn)品。按照虛擬水資源理論，在測(cè)算各種農(nóng)作物產(chǎn)品虛擬水資源量的基礎(chǔ)上，依據(jù)河北省水資源比較優(yōu)勢(shì)與稟賦都較低及氣候變化有利于牧業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)，應(yīng)該在保證糧食安全的前提下，選取虛擬水資源量相對(duì)少的作物進(jìn)行種植，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，利用當(dāng)?shù)氐臍夂蚣巴寥赖葪l件，充分發(fā)揮虛擬水資源量的使用效益，調(diào)整農(nóng)牧比重，發(fā)展畜牧生產(chǎn)，壓縮高耗水量的作物種植面積，增加對(duì)用水利用效益高的飼料作物種植，為干旱化治理騰出更多的生態(tài)用水。同時(shí)可利用農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域間虛擬水資源含量的差異，體現(xiàn)地區(qū)間農(nóng)產(chǎn)品比較優(yōu)勢(shì)來調(diào)整作物的布局。

2.4 調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)

干旱缺水，促使農(nóng)業(yè)種植的三元經(jīng)濟(jì)模式發(fā)展。河北省種植業(yè)結(jié)構(gòu)基本上是以糧為主，糧經(jīng)二元結(jié)構(gòu)模式，糧食的播種面積占到72.9%。根據(jù)氣候環(huán)境的變化，科學(xué)調(diào)整種植制度，由傳統(tǒng)的糧經(jīng)二元種植結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榧Z、經(jīng)、飼三元種植結(jié)構(gòu)。發(fā)展飼料、飼草生產(chǎn)，能較好適應(yīng)北方降水少，雨季集中在7～8月的氣候特點(diǎn)和中、低產(chǎn)田改造的要求。很多牧草是多年生植物，具有抗旱的特點(diǎn)，用水量少、產(chǎn)量高、經(jīng)濟(jì)效益高。并且通過草、糧輪作可提高土地的肥力。糧、經(jīng)、飼三元種植結(jié)構(gòu)模式正在黑龍港平原的衡水、滄州及邯鄲、邢臺(tái)東部地區(qū)得到不斷發(fā)展。

2.5 建立健全極端天氣應(yīng)急方案

氣候變化背景下，極端天氣事件趨多趨強(qiáng)，而對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的影響可能主要來自于極端氣候事件頻率的變化［12］。目前，我省對(duì)極端天氣的防控技術(shù)及應(yīng)急預(yù)案相對(duì)缺乏［13］。在我省，冬季的凍災(zāi)，大面積的干旱及夏季短時(shí)間內(nèi)的強(qiáng)降水都是造成減產(chǎn)或絕收的重要原因，針對(duì)此類氣候?yàn)?zāi)害，以河北省應(yīng)對(duì)氣候變化辦公室為龍頭，組織河北省水利、氣象、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、城建等多部門聯(lián)動(dòng)，建立極端天氣應(yīng)急管理體系，制定切實(shí)可行的科學(xué)預(yù)警與應(yīng)急方案，做到防災(zāi)減災(zāi)。

2.6 加強(qiáng)相關(guān)科學(xué)研究，強(qiáng)化監(jiān)測(cè)網(wǎng)建設(shè)

科技是第一生產(chǎn)力，只有摸清氣候變化機(jī)理，加強(qiáng)優(yōu)良新品種的培育，才能為農(nóng)業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化提供強(qiáng)有力的科技支撐。針對(duì)未來氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的可能影響，分析未來光、溫、水資源重新分配和農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的新格局，改進(jìn)作物品種布局，有計(jì)劃地培育和選用抗旱、抗?jié)场⒖垢邷睾偷蜏氐瓤鼓嫫贩N，采用防災(zāi)抗災(zāi)、穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的技術(shù)措施，預(yù)防可能加重的農(nóng)業(yè)病蟲害。推廣抗旱等農(nóng)作物優(yōu)良品種，提高對(duì)氣候變化的應(yīng)變能力。在種植業(yè)，極端性天氣災(zāi)害可能造成一年生作物當(dāng)季欠收甚至絕收，而對(duì)多年作物的影響還具有延續(xù)性［15］，災(zāi)后恢復(fù)技術(shù)的研究和推廣將降低氣候變率和波動(dòng)性帶來的損失。從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

氣象災(zāi)害與極端氣候事件已引起了各方的注意。因而對(duì)氣候?yàn)?zāi)害的預(yù)測(cè)與預(yù)警要求也越來越高。這就要求有高精度的氣溫、降水、蒸發(fā)等氣象要素及地表、地下水、土壤墑情等水資源信息為預(yù)測(cè)依據(jù)。而目前河北省在這些方面的站點(diǎn)布設(shè)密度及觀測(cè)精度等方面尚存在不少的問題，因而需根據(jù)測(cè)報(bào)的需要調(diào)整站網(wǎng)布局，特別是在自然條件變化較大，人類活動(dòng)劇烈的地區(qū)加密監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)。為提高氣候變化預(yù)報(bào)的精度與延長(zhǎng)預(yù)警的時(shí)間，需在監(jiān)測(cè)網(wǎng)站中更新淘汰落后的觀測(cè)設(shè)備，增加自動(dòng)測(cè)報(bào)設(shè)備。另外，利用遙感、衛(wèi)星影像等高科技手段，對(duì)河北省農(nóng)作物的病蟲害、產(chǎn)量、墑情等遙感監(jiān)測(cè)，建立本底數(shù)據(jù)庫，為災(zāi)情預(yù)警及農(nóng)業(yè)信息化提供技術(shù)支持。

3 小結(jié)

全球變暖，對(duì)農(nóng)業(yè)必將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，由于區(qū)域性的差異及氣候的隨機(jī)性，氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響是一個(gè)復(fù)雜的過程。科學(xué)的管理，及時(shí)的應(yīng)對(duì)，節(jié)約資源，高效利用資源，是有效減少氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響的最有效方法。

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