氣候變化對(duì)中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響與適應(yīng)對(duì)策

專家簡(jiǎn)介：

許吟隆，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究員，博士生導(dǎo)師，擔(dān)任聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署適應(yīng)氣候變化科學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員、亞-太適應(yīng)氣候變化指導(dǎo)委員會(huì)委員、國際災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)綜合研究計(jì)劃中國委員會(huì)委員、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院“氣候變化與農(nóng)業(yè)氣候資源利用”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席。長期從事氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響評(píng)估與適應(yīng)對(duì)策研究，目前研究集中在適應(yīng)氣候變化機(jī)理與技術(shù)體系構(gòu)建。曾參與多個(gè)國家氣候變化政策文件和報(bào)告的撰寫，作為領(lǐng)銜專家之一撰寫《氣候變化國家評(píng)估報(bào)告》，作為牽頭專家撰寫《適應(yīng)氣候變化國家戰(zhàn)略研究》報(bào)告等；作為第一作者或主編出版學(xué)術(shù)專著4部，主持948重點(diǎn)項(xiàng)目：“中國農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化關(guān)鍵技術(shù)引進(jìn)”（2011-G9），本文基于該項(xiàng)目的研究成果撰寫完成。

自工業(yè)化以來，人類活動(dòng)不斷加劇，大量消耗化石燃料，濫砍濫伐，導(dǎo)致大氣中二氧化碳等溫室氣體濃度急劇上升，造成以變暖為主要特征的氣候變化。2013年政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）發(fā)布的第5次評(píng)估報(bào)告顯示，與19世紀(jì)下半葉相比，21世紀(jì)初期全球升溫幅度為0.78℃；觀測(cè)到的極端天氣和氣候事件發(fā)生了明顯變化，高溫?zé)崂?、?qiáng)降水、干旱等事件頻繁發(fā)生、危害日益加劇。預(yù)估21世紀(jì)末升溫可達(dá)1.0～3.7℃，高溫事件會(huì)更加頻發(fā)，熱浪發(fā)生的頻率更高、時(shí)間更長；降水波動(dòng)性加大，季節(jié)與區(qū)域分布會(huì)更加不均衡。

中國地處東亞季風(fēng)區(qū)，氣候類型多樣，季節(jié)與年際變化大，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)脆弱，基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)落后，極易受到極端天氣、氣候事件的影響。IPCC評(píng)估報(bào)告顯示，中國的北方地區(qū)是全球顯著增溫的區(qū)域之一，東部地區(qū)是降水明顯減少的區(qū)域之一。氣候變化與中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展過程中的不甚完善的規(guī)劃等因素疊加在一起，將對(duì)中國糧食安全保障帶來嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。加強(qiáng)適應(yīng)工作，增強(qiáng)適應(yīng)能力，是當(dāng)前中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的必然選擇。

一、中國氣候變化概況

氣候變化國家評(píng)估報(bào)告顯示，中國氣候發(fā)生了明顯的變化，過去的一個(gè)世紀(jì)升溫0.9～1.5℃，明顯高于全球水平；從地域分布看，西北、華北和東北地區(qū)氣候變暖明顯；降水量自1970年代以來呈總體減少的趨勢(shì)，區(qū)域降水變化波動(dòng)較大，降水在東北、華北、黃土高原和西南部分地區(qū)明顯減少；氣候極端事件頻繁發(fā)生、危害日甚。近年來，南方大范圍的高溫酷熱天氣頻發(fā)、不斷刷新歷史記錄；北方暖干化趨勢(shì)更加嚴(yán)重，西北東部、華北大部和東北南部干旱面積明顯擴(kuò)大，南方地區(qū)尤其是西南地區(qū)季節(jié)性干旱（冬春連旱）、長江流域高溫伏旱加劇；長江中下游和東南沿海地區(qū)極端強(qiáng)降水事件明顯增多；同時(shí)，極端災(zāi)害天氣出現(xiàn)新特征，如2008年南方大范圍的冰凍雨雪天氣、2011年的長江中游地區(qū)的旱澇急轉(zhuǎn)、沿海地區(qū)的超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)、低溫寡照等，農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害損失日益加劇。

二、氣候變化對(duì)中國農(nóng)業(yè)的影響

氣候變化對(duì)中國農(nóng)業(yè)的影響，既有對(duì)農(nóng)業(yè)生物體的直接影響，也有對(duì)農(nóng)業(yè)生物體之外的農(nóng)業(yè)各個(gè)方面的廣泛的影響。因此，氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響錯(cuò)綜復(fù)雜，農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化需要根據(jù)氣候變化影響的具體問題制定有針對(duì)性的對(duì)策。

對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的影響

氣候變暖加速土壤有機(jī)質(zhì)分解和養(yǎng)分流失、北方冬季凍土變淺，農(nóng)耕期延長；極端降水事件增加加劇水土流失；氣候暖干化導(dǎo)致農(nóng)業(yè)水資源減少，北方地區(qū)和西南地區(qū)尤為明顯，草地土壤含水量減少，植被退化，優(yōu)良牧草比例降低，局部草地沙化、鹽堿化加重；旱澇急轉(zhuǎn)加劇西南地區(qū)的石漠化；變暖農(nóng)作物適生地的改變，加劇的病蟲害導(dǎo)致農(nóng)藥的過量使用，與人類活動(dòng)一起造成農(nóng)業(yè)生物多樣性的減少。

對(duì)農(nóng)業(yè)生物體的直接影響

如果只考慮二氧化碳濃度升高，理論上講有利于增強(qiáng)植物的光合速率和提高水分利用效率，但碳氮比的增加會(huì)使農(nóng)產(chǎn)品的蛋白質(zhì)含量下降，改變農(nóng)作物營養(yǎng)成分，影響農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，出現(xiàn)“隱形饑餓”問題。

氣候變暖使春季物候期提前、秋季延后，作物潛在生長季整體延長，如果不存在水分脅迫，整體上有利于增產(chǎn)；但如果出現(xiàn)極端高溫，則會(huì)增加谷物的秕谷率，如果高溫再疊加干旱，則更會(huì)導(dǎo)致作物的減產(chǎn)甚至絕收。

對(duì)于動(dòng)物來講，由于氣候本身波動(dòng)的增加，所以冷應(yīng)激與熱應(yīng)激的風(fēng)險(xiǎn)都會(huì)加大，動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)面臨更大的挑戰(zhàn)，對(duì)畜舍、魚塘等設(shè)施提出了更高的要求；氣候變暖將會(huì)使動(dòng)物疫病與寄生蟲病向高緯度與高海拔蔓延。

對(duì)農(nóng)業(yè)種植模式的影響

氣候變化導(dǎo)致熱量、水分資源的改變和病蟲害發(fā)生規(guī)律的改變，作物與品種的適宜區(qū)隨之發(fā)生變化，引起作物布局、品種布局與種植模式的調(diào)整；氣候變暖使作物的種植期延長，作物的適宜種植區(qū)向高緯度、高海拔地區(qū)擴(kuò)展，加之冬季變暖有利于冬季作物安全越冬和開發(fā)冬季農(nóng)業(yè)，復(fù)種指數(shù)提高；在降水減少、氣候暖干化的地區(qū)，促使種植結(jié)構(gòu)由耗水作物向耐旱作物的演替。

農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害加劇

氣候變化導(dǎo)致旱澇災(zāi)害交替出現(xiàn)，發(fā)生頻率增加、危害程度加重、影響范圍擴(kuò)大，呈現(xiàn)因?yàn)?zāi)損失增加的態(tài)勢(shì)。氣候變化背景下干旱常常與高溫災(zāi)害疊加，甚至多種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害并發(fā)，導(dǎo)致特大農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害頻發(fā)。20世紀(jì)90年代以來，中國平均每年氣象災(zāi)害受災(zāi)面積3400萬公頃，農(nóng)業(yè)直接經(jīng)濟(jì)損失1000多億元。

氣候變化加劇高溫?zé)岷Γ魑锔邷乇剖?、早稻熱害、果樹蔬菜灼傷等?zāi)害頻繁發(fā)生，長江流域夏季尤為明顯。但需要特別指出的是，由于氣候變暖導(dǎo)致氣候本身的波動(dòng)性加大，加之變暖條件下作物抗寒能力下降，農(nóng)業(yè)低溫災(zāi)害仍頻繁發(fā)生，有些低溫災(zāi)害甚至加重；例如2008年初南方發(fā)生的低溫雨雪冰凍災(zāi)害，農(nóng)業(yè)災(zāi)害損失巨大；2010年冬春季，在全國范圍內(nèi)發(fā)生歷史罕見低溫災(zāi)害，華北小麥發(fā)生較重凍害，山西、陜西果樹開花期受凍，大面積絕收，黃淮海冬小麥生育期明顯延遲，等等。對(duì)低溫災(zāi)害的防御切不可因氣候變暖而松懈。

氣候暖干化導(dǎo)致北方干旱與西南干旱常態(tài)化，氣候波動(dòng)加劇長江流域伏旱頻繁發(fā)生；2006年重慶、2010年云南均發(fā)生百年一遇的特大旱災(zāi)；2013年長江以南大部分地區(qū)發(fā)生歷史罕見的極端高溫干旱，農(nóng)作物受災(zāi)面積5935.3千公頃，其中重旱面積達(dá)1808千公頃；2014年的北方高溫干旱，僅遼寧、河南、內(nèi)蒙古三省區(qū)的農(nóng)作物受災(zāi)面積就達(dá)4934千公頃。

農(nóng)業(yè)生物災(zāi)害日益加劇且呈現(xiàn)新特征

氣候變暖導(dǎo)致作物病蟲越冬死亡率降低、冬后有效病蟲源基數(shù)顯著增加；部分蟲害的首現(xiàn)期、遷飛期及高發(fā)期提前；氣候變暖導(dǎo)致病蟲害種類和世代數(shù)增加、為害期延長、為害范圍擴(kuò)大，尤其是向北擴(kuò)展蔓延趨勢(shì)明顯；動(dòng)物疫病也有向高緯度高海拔地區(qū)蔓延的趨勢(shì)；某些次要和新發(fā)生病蟲害為害加重，有些次要病蟲害上升為主要病蟲害，新發(fā)病蟲害由于缺乏防控措施為害更加迅猛、更加嚴(yán)重，如臺(tái)風(fēng)活動(dòng)增強(qiáng)導(dǎo)致稻飛虱和稻縱卷葉螟等水稻“兩遷”害蟲更加猖獗；氣候變暖與人類活動(dòng)加劇外來物種入侵與人獸共患病的危害。

氣候變化導(dǎo)致有害生物適生地分布的改變，由于天敵分布的改變往往滯后于病蟲害的擴(kuò)張，在新發(fā)區(qū)域病蟲害治理難度更大。氣候變暖導(dǎo)致病蟲害加重與農(nóng)藥施用量增加，對(duì)天敵也造成殺傷，并使有害生物的耐藥性加強(qiáng)，從而形成惡性循環(huán)。

三、已經(jīng)采取的適應(yīng)措施

2007年發(fā)布的《中國應(yīng)對(duì)氣候變化國家方案》（以下簡(jiǎn)稱《國家方案》）總結(jié)農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化措施為：加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)和種植制度調(diào)整，選育抗逆品種，遏制草地荒漠化加重趨勢(shì)，加強(qiáng)新技術(shù)的研究和開發(fā)。2013年發(fā)布的《國家適應(yīng)氣候變化戰(zhàn)略》進(jìn)一步總結(jié)農(nóng)業(yè)適應(yīng)措施為：加強(qiáng)監(jiān)測(cè)預(yù)警和防災(zāi)減災(zāi)措施，提高種植業(yè)適應(yīng)能力，充分利用氣候變暖增加的熱量資源，細(xì)化農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃，適度調(diào)整種植北界、作物品種布局和種植制度，以及加強(qiáng)農(nóng)業(yè)發(fā)展保障力度，提高農(nóng)業(yè)集約化經(jīng)營水平、擴(kuò)大農(nóng)業(yè)災(zāi)害保險(xiǎn)試點(diǎn)與險(xiǎn)種范圍，探索適合國情的農(nóng)業(yè)災(zāi)害保險(xiǎn)制度；還提出要加強(qiáng)農(nóng)民適應(yīng)技術(shù)培訓(xùn)，并在重點(diǎn)地區(qū)規(guī)劃農(nóng)業(yè)適應(yīng)試點(diǎn)示范工程，包括吉林糧食主產(chǎn)區(qū)黑土地保護(hù)治理、黑龍江農(nóng)業(yè)利用氣候變化有利因素、內(nèi)蒙古典型草原畜牧業(yè)發(fā)展等示范工程。

大力改善農(nóng)業(yè)生態(tài)，治理水土流失。這些措施包括：營造水土保持林，修建各種小型水利水保工程，提高植被覆蓋率、減少土壤侵蝕；實(shí)施“三北”防護(hù)林生態(tài)工程，造林育林，實(shí)施退耕退牧還草和京津風(fēng)沙源治理等生態(tài)工程，建設(shè)人工草場(chǎng)，控制草原的載畜量，恢復(fù)草原植被，增加草原覆蓋度，防止荒漠化進(jìn)一步蔓延；在華北平原和東北平原進(jìn)行大規(guī)模的土地平整，有效提高了灌溉效益和抗旱能力；實(shí)施“沃土工程”，推廣秸稈還田、有機(jī)肥、配方施肥和保護(hù)性耕作，對(duì)北方風(fēng)沙土、鹽堿地和南方貧瘠紅黃壤、潛育化土壤等進(jìn)行改造。

改進(jìn)作物栽培和養(yǎng)殖管理措施，是適應(yīng)氣候變化的有效措施。為適應(yīng)氣候變化帶來的物候改變，北方春播期和南方早稻播栽期普遍提前，冬小麥播種期普遍推遲；為減輕氣候波動(dòng)和低溫災(zāi)害的影響，大面積推廣地膜覆蓋；為應(yīng)對(duì)干旱威脅普遍推廣節(jié)水技術(shù)和保護(hù)性耕作；為減輕水溫升高引發(fā)的泛塘死魚，淡水養(yǎng)殖場(chǎng)普遍推廣了增氧機(jī)；為遏制氣候暖干化導(dǎo)致的草原退化，大力推行退牧還草和圍欄輪牧，提倡季節(jié)性放牧及與農(nóng)區(qū)合作易地育肥，夏秋打草儲(chǔ)存冬春舍飼，近年來草地植被明顯恢復(fù)。

調(diào)整作物品種布局與種植制度是時(shí)空規(guī)避災(zāi)害和充分利用氣候資源的有效措施。利用氣候變暖帶來的熱量資源增加提高復(fù)種指數(shù)，多熟制種植向高緯度高海拔地區(qū)擴(kuò)展，兩熟制取代二年三熟制，擴(kuò)大間作套種面積，林區(qū)發(fā)展林糧間作。根據(jù)氣候變化在各地的差異因地制宜采取適應(yīng)措施，如冬小麥和華南熱帶作物種植北界的北擴(kuò)；東北水稻種植面積明顯擴(kuò)大，黑龍江省成為最大商品大米產(chǎn)地；在暖干化地區(qū)壓縮耗水作物、擴(kuò)大耐旱作物的種植；由于棉鈴蟲危害加重，中國棉花主產(chǎn)區(qū)從黃淮海平原轉(zhuǎn)移到新疆；蘋果主產(chǎn)區(qū)向黃土高原遷移等。為應(yīng)對(duì)不斷加劇的極端天氣氣候事件，培育適應(yīng)性廣的優(yōu)良動(dòng)植物新品種，有計(jì)劃地培育和選用抗旱、抗?jié)场⒖垢邷?、抗病蟲害等抗逆品種，如推廣抗蟲棉、脫毒種薯種苗的種植等。

工程措施和非工程措施結(jié)合防御農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。針對(duì)中國北方大部和西南部分地區(qū)氣候暖干化與干旱加重，“十一五”以來對(duì)大中型灌區(qū)進(jìn)行了續(xù)建配套與節(jié)水改造，著力搞好田間工程建設(shè)，完善灌排體系，推進(jìn)節(jié)水灌溉示范，在糧食主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行規(guī)模化建設(shè)試點(diǎn)，干旱缺水地區(qū)積極發(fā)展節(jié)水旱作農(nóng)業(yè)，建設(shè)旱作農(nóng)業(yè)示范區(qū)。針對(duì)南方和北方部分地區(qū)洪澇加劇，進(jìn)行病險(xiǎn)水庫的除險(xiǎn)加固。加大糧食主產(chǎn)區(qū)中低產(chǎn)田鹽堿和漬害治理力度，加快丘陵山區(qū)和其他干旱缺水地區(qū)雨水集蓄利用工程建設(shè)。

充分發(fā)揮非工程措施的風(fēng)險(xiǎn)防范和風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移、風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避功能，編制應(yīng)急預(yù)案，加強(qiáng)救災(zāi)物資儲(chǔ)備，建立救災(zāi)作物種子儲(chǔ)備，開展農(nóng)業(yè)災(zāi)害保險(xiǎn)試點(diǎn)；為減輕氣象災(zāi)害對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的沖擊，加強(qiáng)糧食與飼草儲(chǔ)備，擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)作物和飼料作物的種植，促進(jìn)種植業(yè)結(jié)構(gòu)向糧-經(jīng)-飼三元結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。

采取綜合措施防控農(nóng)業(yè)生物災(zāi)害。采取的措施包括：加強(qiáng)對(duì)作物病蟲害的監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)抗病蟲害作物品種的選育，保護(hù)生物多樣性，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)，加強(qiáng)生物防治、化學(xué)防治相結(jié)合的綜合防治措施等，推廣高效低毒農(nóng)藥和生物防治技術(shù)，抗蟲棉品種、寄生蜂防治玉米螟和松毛蟲等生物防治技術(shù)得到普遍應(yīng)用。針對(duì)外來有害生物入侵，進(jìn)行有計(jì)劃的重點(diǎn)鏟除和防治。

四、未來農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化建議

中國人均耕地資源少、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)，公眾適應(yīng)氣候變化的意識(shí)還需要大力提升，適應(yīng)氣候變化的能力亟待加強(qiáng)。如何在氣候變化威脅日益嚴(yán)峻的情況下采取有效的適應(yīng)措施保障中國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，是中國農(nóng)業(yè)面臨的長期挑戰(zhàn)。適應(yīng)氣候變化的核心在于調(diào)整農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，與變化了的氣候條件相協(xié)調(diào)，達(dá)到穩(wěn)定有序的新狀態(tài)。從這個(gè)意義上說，適應(yīng)氣候變化也是中國農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的歷史機(jī)遇。

加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，制定農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化行動(dòng)方案。盡管在《國家方案》中提出了“減緩與適應(yīng)并重的原則”，但在實(shí)際工作中，適應(yīng)的目標(biāo)不清晰，可操作性不強(qiáng)，體制機(jī)制不明確，目前所采取的適應(yīng)措施大多是自發(fā)進(jìn)行的，很多措施是在認(rèn)識(shí)到氣候變化的影響后才發(fā)現(xiàn)具有一定的適應(yīng)效果。在《國家適應(yīng)氣候變化戰(zhàn)略》中，明確要求制定部門適應(yīng)氣候變化方案。因此，當(dāng)前迫切需要制定農(nóng)業(yè)領(lǐng)域適應(yīng)氣候變化行動(dòng)方案，統(tǒng)籌國家農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化的行動(dòng)，識(shí)別中國農(nóng)業(yè)對(duì)于氣候變化的脆弱性和未來面臨的風(fēng)險(xiǎn)，甄別適應(yīng)優(yōu)先事項(xiàng)，明確要達(dá)到的適應(yīng)目標(biāo)和具體任務(wù)，加強(qiáng)適應(yīng)效果的監(jiān)測(cè)和評(píng)估，完善體制機(jī)制建設(shè)，推動(dòng)適應(yīng)氣候變化工作全面深入地開展。

加強(qiáng)科技支撐，切實(shí)提升農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化的能力?！秶曳桨浮诽岢鰬?yīng)對(duì)氣候變化“依靠科技進(jìn)步和科技創(chuàng)新的原則”。農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化有其特殊性，即農(nóng)業(yè)研究的對(duì)象是生物體，生物體之于氣候變化，自身具有自適應(yīng)能力，但農(nóng)業(yè)又是人為調(diào)控措施最為密集的行業(yè)之一。在氣候條件改變情況下充分利用農(nóng)業(yè)生物體的自適應(yīng)能力、恰到好處地發(fā)揮人為調(diào)控的作用，是適應(yīng)機(jī)理需要揭示的重要內(nèi)容。中國有著世界上最豐富的農(nóng)業(yè)適應(yīng)實(shí)踐，大力挖掘“草根”適應(yīng)技術(shù)，結(jié)合農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)和信息技術(shù)等，形成完整的適應(yīng)技術(shù)體系，為農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化提供有力的科技支撐。

開展重點(diǎn)區(qū)域適應(yīng)示范。已經(jīng)開展了大量的農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化的試驗(yàn)和理論研究，在科學(xué)方法論的指導(dǎo)下，建立適應(yīng)技術(shù)示范基地，探索通過氣候資源高效利用適應(yīng)氣候變化的技術(shù)原理和途徑，展示適應(yīng)的效果，建立適應(yīng)評(píng)估的方法體系，突破農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化的技術(shù)瓶頸。

加強(qiáng)國際合作，尤其是“一帶一路”國家的合作。氣候變化是人類共同面臨的挑戰(zhàn)，在糧食安全方面具有廣闊的國際合作空間。開展氣候政策、農(nóng)業(yè)適應(yīng)案例和方法技術(shù)體系、農(nóng)業(yè)病蟲害和重大動(dòng)物疫情的監(jiān)測(cè)、預(yù)警與防治等方面的交流合作，共同促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，也是打造人類命運(yùn)共同體的具體內(nèi)容體現(xiàn)。