氣候變化對農(nóng)作物生產(chǎn)的影響
——基于東北地區(qū)水稻生產(chǎn)的變化

李若曈

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京 100083）

1 引言

東北地區(qū)地處亞歐大陸東北部，屬于高緯度地區(qū)，受氣候變化影響顯著，在全球氣候變暖的趨勢下，其變暖明顯。縱觀東北歷史上的氣候變化，其與全球氣溫變化總體一致，呈明顯變暖趨勢[1]。近百年來，北方極端最低溫度普遍上升5～10℃，是近年來暖冬盛行的一個(gè)明顯的數(shù)值化特征；極端最高溫度在西部地區(qū)普遍下降，這可能與工業(yè)氣溶膠的使用有關(guān)[2，14]。全球氣候變暖已經(jīng)越來越受到世界各國的重視，而中國作為農(nóng)業(yè)大國，東北地區(qū)作為主要的商品糧基地，東北地區(qū)的糧食生產(chǎn)對穩(wěn)定中國糧食市場和整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著重要的作用。

目前，大多學(xué)者的研究多用各種模擬的氣候變化情景來分析東北地區(qū)氣候變化對農(nóng)作物的影響程度[3-5]，大量研究數(shù)據(jù)表明，氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所帶來的幾乎都是正向的影響，在水資源得以完全保證的前提下，氣候變暖在過去幾十年里對東北地區(qū)的糧食增產(chǎn)有著明顯的促進(jìn)作用[6，7]。朱大威、金之慶、張衛(wèi)健、鄧艾興等學(xué)者指出，氣候變暖對東北水稻和大豆的生產(chǎn)總體上是有利的，尤其是在東部濕潤地區(qū)與北部高寒地區(qū)[8，9]；紀(jì)瑞鵬、張玉書、張淑杰等學(xué)者認(rèn)為，隨著熱量的增加，玉米可種植區(qū)域范圍不斷擴(kuò)大，種植邊界北移東擴(kuò)，玉米適合播種時(shí)間提前，玉米播種面積、總產(chǎn)量呈增加趨勢[10]，但玉米生長季干旱風(fēng)險(xiǎn)有一定程度的增大[11]。對于歷史上氣候的綜合變遷、主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的特點(diǎn)以及對水稻生產(chǎn)即時(shí)影響研究并不是很多，因此，本文通過對東北地區(qū)（黑龍江省、吉林省、遼寧?。v史氣候變化、水稻產(chǎn)量及面積變化，具體分析了東北地區(qū)氣候變化對水稻生產(chǎn)的影響，并提出對東北地區(qū)水稻可持續(xù)生產(chǎn)的對策建議。

2 東北地區(qū)氣候變化特點(diǎn)

2.1 熱量資源變化特點(diǎn)

有關(guān)研究表明，近50年來，東北地區(qū)氣溫變化普遍呈升高趨勢[12-14]，主要表現(xiàn)為平均最高氣溫、平均最低氣溫、平均氣溫均呈明顯上升趨勢；其中近10年增溫表現(xiàn)更加明顯，平均增溫速率達(dá)到了0.36℃/10年；不同季節(jié)的增溫程度也有顯著差異，冬季增溫的速率最快，大約是夏季增溫速率的3倍左右[14]。熱量資源持續(xù)增加，東三省≥10℃積溫均有不同程度的增加，如表1所示：黑龍江省增加了249.2℃，吉林省增加了275.16℃，遼寧省增加了267.09℃，東北地區(qū)整體平均增加了262.08℃。

2.2 降水量的變化

東北地區(qū)降水量總體呈減少趨勢[12，14-16]，近10年與上世紀(jì)70年代相比減少了約12%，降水量減少主要發(fā)生在夏、秋兩季；但20世紀(jì)80年代與70年代相比，降水量呈現(xiàn)增加趨勢，如表2，黑龍江增加了62.02mm，吉林增加了59.09mm，遼寧增加了22.09mm；后到90年代開始，逐漸成明顯減少趨勢，黑龍江、遼寧兩省減少明顯，而吉林省有一定程度的增加，但增幅不大；到了21世紀(jì)，黑龍江、吉林兩省降水量明顯減少，而遼寧省則有一定程度的增加。

表1 1971～2008年東北地區(qū)≥10℃積溫變化趨勢（℃）

表2 1971～2008年東北地區(qū)生長季降水量變化趨勢（mm/10a）

2.3 蒸散量的變化

隨著熱量的增加，水分的蒸散量在近20年里整體呈增加趨勢，而20世紀(jì)70年代到90年代之間，水分蒸散量則有一定程度的減少；研究表明，每10年減少4mm，尤其是遼寧省以及吉林省西部地區(qū)減少趨勢較為明顯[17]。到21世紀(jì)后，東北地區(qū)農(nóng)作物蒸散量均有不同程度的增加，這種情況表明，東北地區(qū)氣候有變干的趨勢。

3 東北地區(qū)由于氣候變化引起的自然災(zāi)害的變化

在東北地區(qū)，低溫冷害、寒潮、霜凍害、冰雹、洪澇、干旱、病蟲害等自然災(zāi)害都是屢見不鮮的，隨著近幾十年來氣溫的變化，這些災(zāi)害在一定程度上也發(fā)生了變化，主要表現(xiàn)為低溫冷害、寒潮、霜凍害、冰雹、洪澇、病蟲害等災(zāi)害有一定程度的減少，而干旱卻頻頻增加。

3.1 霜凍害、低溫冷害等低溫災(zāi)害的變化

東北地區(qū)的高緯度導(dǎo)致霜凍災(zāi)害高發(fā)，尤其是黑龍江省，相比吉林與遼寧，其熱量較少，秋季降溫迅速，易發(fā)生霜凍災(zāi)害。根據(jù)近年來許多學(xué)者的研究，東北地區(qū)霜凍災(zāi)害、低溫冷害等災(zāi)害呈明顯減少趨勢[18-19]，且霜凍的出現(xiàn)日期逐年推遲，無霜期逐年延長[20]，這對喜溫的水稻生產(chǎn)影響深遠(yuǎn)。

3.2 旱澇災(zāi)害的變化

東北地區(qū)相對南方地區(qū)水資源并不是很充足，但其中也有眾多江河支持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。東北地區(qū)降水主要集中在7、8月份，且分布及其不均勻，呈現(xiàn)北多南少、東多西少的特點(diǎn)，因此，旱澇災(zāi)害嚴(yán)重。近幾十年來，東北地區(qū)在氣候變暖的影響下，總降水量下降，洪澇災(zāi)害大幅降低，旱災(zāi)明顯增加，這對水稻的生產(chǎn)及其不利，很有可能導(dǎo)致水稻的減產(chǎn)或質(zhì)量的下降。

4 氣候變化對東北地區(qū)水稻生產(chǎn)的影響

東北地區(qū)土地面積7 910萬公頃，黑龍江、吉林、遼寧三省耕地面積1 820萬公頃，水稻種植面積占全國粳稻種植總面積的50%左右。水稻作為東北地區(qū)主要農(nóng)作物之一，其變化對東北地區(qū)影響重大。

4.1 水稻種植面積的變化

由于東北地區(qū)增溫明顯，積溫面積逐漸擴(kuò)大，積溫范圍逐漸向東北方向移動，水稻的種植邊界也向東北方向移動，種植面積逐年增加。以黑龍江省為例，2010年黑龍江省水稻種植面積為297.5萬公頃，較1970年擴(kuò)大了24倍左右，且播種中心發(fā)生了明顯的北移[9]，歷史上是水稻種植禁區(qū)的黑河、伊春，如今也可以進(jìn)行水稻的種植。

4.2 水稻單位產(chǎn)量的變化

研究表明，氣溫每上升1℃，糧食產(chǎn)量將減少10%[20]，溫度不斷增加，作物生育期會縮短，生長量會有一定的減少，但，全年適宜農(nóng)作物生長的生長期延長，又會使產(chǎn)量有一定的提高，可能會抵消生長量減少的效果。同時(shí)，氣溫每上升1℃，水稻生長期將縮短約7～8天，由于生長期的縮短，水稻光合作用減少，積累的干物質(zhì)也會減少，水稻的質(zhì)量會有所下降；但適宜其生長的時(shí)間延長，單位面積產(chǎn)量依舊會增加。

4.3 水稻品種的變化

隨著積溫區(qū)域向東北部逐漸擴(kuò)大，適宜水稻種植面積擴(kuò)大，種植的水稻品種由原來的早中熟變?yōu)橹型硎欤谝郧安荒芊N水稻的地區(qū)可以種早中熟的水稻，在以前種植早中熟水稻的地區(qū)可以改種中晚熟水稻，這樣一定程度上保證了水稻的質(zhì)量。

5 對策建議

目前，主要?dú)夂蜃兓褪菤夂蜃兣瘑栴}。氣候變暖，導(dǎo)致我國東北地區(qū)熱量升高，積溫帶向東北方向移動，水稻的可種植面積范圍北移東擴(kuò)，水稻產(chǎn)量增加；但降水量減少、水稻生育期縮短導(dǎo)致旱災(zāi)頻發(fā)、水稻質(zhì)量下降。因此，適當(dāng)改變稻作模式，將有利于東北水稻更好的發(fā)展。所以，針對氣候變化所帶來的影響，提出以下建議：

5.1 適度擴(kuò)大水稻種植面積

雖然水稻可種范圍北移東擴(kuò)，可種面積擴(kuò)大，但是，由于水稻種植需要大量的水資源，而東北地區(qū)水資源并不是很豐富，所以要因地制宜，科學(xué)播種，防止水資源的過度采用。

5.2 積極改良水稻品種

隨著熱量的增加，水稻生育期會縮短，質(zhì)量會有所降低，為了避免因此而減產(chǎn)，需要延長水稻的成熟期，因此，可以在原來種植早中熟水稻的土地里增加中晚熟或晚熟水稻的種植，減少早中熟水稻的種植，而在新發(fā)現(xiàn)的可以種植水稻的土地上，適當(dāng)種植早中熟水稻，以提高水稻的單位產(chǎn)量。

5.3 研發(fā)新技術(shù)，修建水利設(shè)施

東北地區(qū)屬于較干旱的地區(qū)，水資源并不十分充足，加之近年來由于氣候變暖導(dǎo)致降水量逐年下降，而水稻種植又需要大量的水，因此，不得不考慮水稻種植中用水問題。改變水稻的栽培方式，研發(fā)抗旱的水稻品種，發(fā)展旱作技術(shù)，大力建設(shè)農(nóng)田水利工程，不僅可以有效的改善水資源不足的問題，也可以預(yù)防干旱災(zāi)害對水稻生產(chǎn)的影響，保證東北水稻的質(zhì)量與產(chǎn)量，使其穩(wěn)定、可持續(xù)的發(fā)展。

在全球氣溫不斷變暖的趨勢下，我國要重視氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，尤其是東北地區(qū)。作為糧食作物的主產(chǎn)區(qū)，糧食的產(chǎn)量與安全要有所保證。只有積極面對氣候變化，及時(shí)調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，努力研發(fā)新型適宜糧食品種，才能促使東北地區(qū)糧食生產(chǎn)穩(wěn)定而持續(xù)的發(fā)展，進(jìn)而保證國家糧食總體的安全可持續(xù)發(fā)展。

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