氣候變化對糧食安全的影響

趙 鑫，張寶林，蘇曉菲，王 振，韓彥龍，曹 盛，陳少鋒

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，山西太原 030031；2.山西省畜牧獸醫(yī)學(xué)校，山西太原 030024；3.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院草業(yè)科學(xué)研究所，西藏拉薩 850000）

0 引言

抵御氣候變化對糧食安全的風(fēng)險是人類在21世紀(jì)面臨的一大挑戰(zhàn)。通過對近幾十年糧食生產(chǎn)數(shù)據(jù)的觀測和分析，已基本可以預(yù)測氣候變化對作物產(chǎn)量的影響[1-2]。氣候變化對糧食安全影響的研究方向主要集中在農(nóng)作物上，而畜牧業(yè)和漁業(yè)等方面的研究較少[3]。由于氣候變化導(dǎo)致氣溫上升、海平面上升等問題，在未來幾十年，政府及相關(guān)農(nóng)業(yè)部門必須采取有效措施應(yīng)對氣候變化導(dǎo)致的糧食安全問題。該領(lǐng)域的研究和應(yīng)用、科學(xué)和政策還存在著一定程度的脫節(jié)，主要是因?yàn)闅夂蜃兓嬖谥薮蟮牟淮_定性，即使對下一年的氣候狀況也很難預(yù)測[4]。因此，必須采取新的程序和工具來應(yīng)對這種不確定性。考慮到氣候變化的嚴(yán)峻性，研究重點(diǎn)必須轉(zhuǎn)移到保障糧食安全的實(shí)際應(yīng)用中。已經(jīng)掌握了足夠多氣候變化及變異的信息，必須意識到這是一個亟待解決的嚴(yán)重問題。

1 氣候變化對糧食安全的影響

1.1 作物、牲畜、漁業(yè)的產(chǎn)量及品質(zhì)

作物-氣候模型存在一定的缺陷，但模型預(yù)測結(jié)果表明，由于氣候的變化作物產(chǎn)量將有很大可能在未來呈現(xiàn)下降趨勢。政府氣候變化委員會通過大量數(shù)據(jù)模型分析證明，氣溫每升高1℃，水稻、玉米、小麥等三大糧食作物的產(chǎn)量可能會下降3%～10%[5]。此外，作物品質(zhì)也會隨著氣候變化呈現(xiàn)下降趨勢，主要是由于CO2濃度和氣溫的上升引起作物生理變化，導(dǎo)致作物氮含量、蛋白質(zhì)含量和微量元素 （Fe，Zn，Mn，Cu） 的下降[6]。

氣候變化對畜牧業(yè)的影響主要表現(xiàn)在3個方面：①飼料產(chǎn)量和品質(zhì)的變化；②氣溫上升導(dǎo)致病蟲害蔓延；③動物生理上的變化。當(dāng)氣溫高于30℃時，動物進(jìn)食減少，進(jìn)一步影響到肉、蛋、奶等畜產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)[7]。至2050年，盡管漁業(yè)開采的海洋深度會進(jìn)一步擴(kuò)展，但整個漁業(yè)的開采量可能會下降5%～10%[8]，因?yàn)轸~類等海洋生物的分布及生活習(xí)性將會隨著海洋溫度、風(fēng)向、冰層厚度、pH值及養(yǎng)分發(fā)生變化[9-10]。高溫有利于病菌和害蟲的生長繁殖，因此氣候變化導(dǎo)致的病蟲害滋生將會對整個農(nóng)業(yè)領(lǐng)域帶來巨大的沖擊。

1.2 糧食市場和政策

氣候變化將會間接影響到人們對糧食的購買能力。氣候-作物-經(jīng)濟(jì)綜合模型可以預(yù)測農(nóng)產(chǎn)品的價格和貿(mào)易，即使未來的氣候變化及社會經(jīng)濟(jì)狀況存在很大的變數(shù)。預(yù)測的結(jié)果可以用來調(diào)控糧食價格，滿足大多數(shù)人對糧食價格的承受能力[11]。由于氣候變化的影響，糧食價格將極有可能在宏觀水平上上漲，但在不同宏觀模型下結(jié)果差別很大。在微觀層面上，對于氣候變化對農(nóng)業(yè)家庭及社區(qū)的影響已有大量研究，氣候變化很可能大規(guī)模地影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的地理分布，將種植區(qū)及放牧區(qū)轉(zhuǎn)移到更適合的區(qū)域。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域的轉(zhuǎn)移將會對糧食的種類、價格、貿(mào)易等帶來較大影響，進(jìn)一步對整個物流系統(tǒng)及人體健康造成影響[12-13]。同時，家庭內(nèi)部的糧食分配也會受到氣候的沖擊，比如分配給女性及兒童糧食的種類和數(shù)量。

1.3 糧食質(zhì)量和多樣性

氣候變化主要通過2個方面影響糧食生產(chǎn)：一方面通過食物供給鏈影響糧食安全性；另一方面氣候變化改變了營養(yǎng)成分進(jìn)而影響人體健康。一般而言，氣候變化可能會導(dǎo)致食品安全問題，因?yàn)闇囟壬邥?dǎo)致微生物繁殖加快，特別是在新鮮水果、蔬菜和漁業(yè)供應(yīng)鏈中。氣候變化通過多種途徑影響人類健康，包括媒介傳播疾病，熱應(yīng)激和自然災(zāi)害，這反過來又會影響人們的營養(yǎng)攝入，特別是影響兒童對食物營養(yǎng)的基本需求。氣候變化通過影響水源而危及食品安全和人類健康，如衛(wèi)生用水供應(yīng)減緩，或洪水規(guī)模和次數(shù)增加而導(dǎo)致水污染增加。有研究表明，疾病發(fā)病率上升將導(dǎo)致農(nóng)藥和獸藥的過度使用，特別是在漁業(yè)中。氣候變化間接影響人體健康，這將對貧困地區(qū)造成較大的影響，如失業(yè)、出生率、遷移、公共衛(wèi)生服務(wù)中斷，對糧食安全也會產(chǎn)生負(fù)面影響[14-15]。

1.4 生態(tài)環(huán)境和穩(wěn)定性

糧食安全通過供給（如食品、水、木材、遺傳資源），調(diào)節(jié)（如氣候、洪水、疾病、授粉）和支撐（如土壤形成、水循環(huán)、養(yǎng)分循環(huán)）與生態(tài)系統(tǒng)有著直接和間接的聯(lián)系。氣候變化加劇了生態(tài)系統(tǒng)的壓力。例如，氣溫升高和極端天氣增加會導(dǎo)致生物多樣性減少、水土流失加劇，威脅當(dāng)前糧食系統(tǒng)的生產(chǎn)和修復(fù)力[16]。氣候的變化和異常正在削弱農(nóng)業(yè)在社會和經(jīng)濟(jì)中的地位。貧困和邊遠(yuǎn)地區(qū)的人們最容易受到氣候變化的影響，并且對這些群體的威脅可能會破壞當(dāng)?shù)刂贫龋觿_突[17]。

2 應(yīng)對氣候變化的措施

2.1 加快由理論研究向應(yīng)用領(lǐng)域的轉(zhuǎn)變

關(guān)于氣候變化的研究多體現(xiàn)在理論研究方面，而針對這一變化的應(yīng)用領(lǐng)域及成果轉(zhuǎn)化則相對較少。盡管該領(lǐng)域的研究已達(dá)到較高水準(zhǔn)，但與政策的實(shí)施和決策存在較大的脫節(jié)[18]。氣候變化及糧食安全的研究受到多種不確定因素的干擾，因此其目標(biāo)的設(shè)定需要權(quán)衡各個社會群體的需求和利益（例如不同類型的農(nóng)民、地方的服務(wù)機(jī)構(gòu)、管理機(jī)構(gòu)），能夠保證獲益者占大多數(shù)。鑒于目前科研界的激勵體制，在該領(lǐng)域出現(xiàn)研究和應(yīng)用的脫節(jié)并不奇怪。面對目前氣候領(lǐng)域嚴(yán)峻的形勢，人類沒有理由因?yàn)槠渚薮蟮牟淮_定性而不采取緊急行動。為了盡快促進(jìn)研究成果的應(yīng)用，應(yīng)將資源有效均衡分配至“需求、研發(fā)、性能”3個方面。1/3的資源致力于探索氣候變化與后代生活的關(guān)系，并從中確定他們的需求；1/3的資源致力于理論與應(yīng)用研究；1/3的資源致力于將研究成果推廣至應(yīng)用領(lǐng)域。氣候模型的應(yīng)用提供了一種很好的方法，可以評估不同的預(yù)設(shè)情境，探索經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的平衡問題，并對假設(shè)進(jìn)行預(yù)期性驗(yàn)證[19]。然而，由于氣候的不確定性及研究的局限性，今后的研究發(fā)展方向?qū)⒂衫嫦嚓P(guān)者的選擇、當(dāng)前及未來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等因素所決定。

2.2 為農(nóng)民、農(nóng)業(yè)合作社、國家的利益提供更多優(yōu)化選擇

由于資源稀缺，所以必須充分利用使其發(fā)揮最大的效益，面對氣候變化帶來的短期效應(yīng)和長期效應(yīng)要考慮到不同應(yīng)對措施的優(yōu)先級。應(yīng)對氣候變化帶來的糧食安全問題需要從多角度、多維度、多層次來全面考慮。但在現(xiàn)實(shí)社會中，應(yīng)對措施往往局限在很小的一個方面，沒有充分有效地調(diào)動各方面資源去全面布局解決問題。需要將現(xiàn)有的應(yīng)對方式和方案有機(jī)地整合在一起，并應(yīng)用于個人、社區(qū)、國家等不同的領(lǐng)域。這種組合方法可以為人們的應(yīng)對措施提供優(yōu)選方案。決策者可能傾向于采用農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)行干預(yù)，但是組合方法也應(yīng)考慮到技術(shù)支撐的政策和可持續(xù)發(fā)展的方案。

評價優(yōu)選方案有很多標(biāo)準(zhǔn)可供參考，但一般情況下，一套好的方案都便于實(shí)施，能展現(xiàn)出較好的協(xié)同效應(yīng)，與當(dāng)?shù)氐某ＷR、偏好相吻合；同時，能夠兼顧近期和長期氣候變化和威脅，權(quán)衡各個標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)劣所在[20]。不同人群的優(yōu)先選擇措施可能會不同，主要是由不同的社會、政治、經(jīng)濟(jì)、種族背景所決定。制定應(yīng)對氣候變化的時間計劃表很有必要，因?yàn)獒槍δ承┩话l(fā)變化必須采取優(yōu)先措施（如周期性發(fā)生的氣候變異），而針對氣候和政治環(huán)境的預(yù)計變化，其他措施也必須有條不紊地進(jìn)行。通過決策支持工具（如自頂向下模型法、自底向上社區(qū)規(guī)劃法）可以有效確定組合方法中優(yōu)先采取的措施。最可能的方案一般由利益相關(guān)者驅(qū)動形成，因?yàn)轱L(fēng)險、不確定性、成本及收益均會隨著利益相關(guān)者的偏好和背景發(fā)生改變。

2.3 確保適應(yīng)性措施考慮到氣候變化的脆弱性

氣候變化的脆弱性是由地理、社會、階級、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和政治因素決定的，這些因素決定了個體或家庭在面對氣候沖擊時是否具備實(shí)現(xiàn)糧食安全的資源[21-22]。性別不僅影響個人和家庭的抗風(fēng)險能力，而且影響他們對資源、金錢、土地、技術(shù)和服務(wù)的獲取和控制[23]。在土地生產(chǎn)壓力下，男性遷徙是氣候變化脆弱性的主要因素。家庭成員的減少使女性面臨氣候變化沖擊（如洪災(zāi)）的風(fēng)險增加，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平下降。女性對外部世界的無知，較少參與社會機(jī)構(gòu)和逐步提升的工作壓力都對制定氣候變化的適應(yīng)性措施產(chǎn)生一定影響。所以，在進(jìn)一步采取措施時需要考慮到氣候變化導(dǎo)致的社會、階級等方面的不均衡性。

新的工具正在涌現(xiàn)，使得更包容的方法能夠進(jìn)一步適應(yīng)社會分化。例如，在玻利維亞，應(yīng)對干旱的異常氣候，男性優(yōu)先選擇灌溉等方式進(jìn)行干預(yù)，而女性優(yōu)先考慮新的作物品種或多樣化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。以農(nóng)民為主導(dǎo)、以性別為導(dǎo)向的技術(shù)創(chuàng)新途徑，洪都拉斯的女性重新設(shè)計生態(tài)模式，發(fā)展和完善農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營體系。毫無疑問，這些女性創(chuàng)新者在社區(qū)的各個方面已經(jīng)漸漸具有主導(dǎo)地位，而不僅僅在農(nóng)事活動上。開通女性信息的通道（如增加她們在社區(qū)的參與度、教她們讀書識字），將有助于她們對氣候信息的了解。采取保護(hù)性耕作方式將在一定程度減輕女性的勞動負(fù)擔(dān)，同時還可以促進(jìn)作物多樣性，提高作物產(chǎn)量，改善家庭的營養(yǎng)狀況[24]。

3 結(jié)語

氣候變化對作物產(chǎn)量預(yù)期影響的研究已有大量報道。糧食安全的研究領(lǐng)域包括氣候變化對整個作物生態(tài)系統(tǒng)、畜牧業(yè)、漁業(yè)、病蟲害等方面的影響。氣候變化存在很大的不確定性，因此對氣候模型的使用造成一定的限制，但必須明確氣候變化對糧食安全的沖擊力不可避免。因此，必須盡快將應(yīng)用研究的成果轉(zhuǎn)化為有效的應(yīng)對措施。在最近幾十年，在應(yīng)對氣候變化問題時將面臨三大挑戰(zhàn)：一是加快理論研究向應(yīng)用領(lǐng)域的轉(zhuǎn)變；二是針對不同群體的利益和需求，為他們提供更多的優(yōu)化選擇措施；三是關(guān)注更易受氣候變化沖擊的人群，促進(jìn)社會包容和諧。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，科學(xué)家必須與實(shí)踐者和政策制定者攜手合作，吸取過去的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，設(shè)計出符合當(dāng)前需要和大多數(shù)人利益的優(yōu)化策略。