中國生態(tài)與農業(yè)氣象研究進展

呂曉敏 周廣勝

（1 中國氣象科學研究院，北京 100081 2 中國氣象局固城農業(yè)氣象野外科學試驗基地，保定 072656）

0 引言

工業(yè)革命以來，大氣中的二氧化碳等溫室氣體濃度呈現不斷增長趨勢，全球氣候變暖趨勢仍在持續(xù)。1900年以來，全球大陸平均增溫趨勢約1.00 ℃/100 a；降水有所增加，干旱區(qū)域趨于增大；1950年以來，全球極端冷天顯著減少，熱天顯著增多，極端降水增強的區(qū)域增大；1993年以來，全球平均海平面上升率約 3.1 cm/10 a，且正在加速。最新的均一化觀測資料表明，1900年以來，中國氣溫升高趨勢在1.3～1.7 ℃/100 a，北方更甚；1960年以來增暖更快，達0.27 ℃/10 a，冬春季更甚；極端冷天顯著減少、熱天顯著增多，霜凍日數減少（－3.31 d/10 a），生長季延長（2.82 d/10 a）；降水總體有所增加（4.2 mm/10 a），東南部、西部和東北北部增勢明顯，但東北南部、華北到西南一帶則呈減勢；暴雨普遍趨頻，東南部尤甚；同期極端少雨天氣也增多，特別是伴隨高溫熱浪而快速發(fā)展的“驟旱”事件劇增。如此劇烈的氣候變化將對全球，尤其是中國的生態(tài)與農業(yè)氣象產生重大影響。揭示生態(tài)與農業(yè)氣象脆弱性和風險的形成機制，科學地評估生態(tài)與農業(yè)氣象的脆弱性和風險已經成為全球變化研究的熱點與難點，也是中國科學家面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。

生態(tài)或農業(yè)氣象的脆弱性指生態(tài)或農業(yè)系統遭受或沒有能力應付氣候變化（包括氣候變率和極端氣候事件）不利影響的程度，是系統內的氣候變率特征、幅度和變化速率及其敏感性和適應能力的函數；生態(tài)與農業(yè)氣象風險指發(fā)生在未來特定時間段的生態(tài)或農業(yè)潛在損失的事件。近年來，中國科學家從氣候變化影響的觀測事實與未來預估出發(fā)，開展了大量的生態(tài)/農業(yè)氣象研究。本文試圖以生態(tài)/農業(yè)氣象的脆弱性和風險為切入點，從生態(tài)/農業(yè)的地理/種植分布、物候/生育期和生產力/產量等方面，綜述中國生態(tài)與農業(yè)氣象研究進展，提出未來擬關注的研究重點，以為中國生態(tài)/農業(yè)氣象科學應對氣候變化提供依據。

1 生態(tài)氣象的脆弱性與風險

生態(tài)氣象是研究生態(tài)系統與氣象條件相互作用的科學，它研究的基本單元是生態(tài)系統, 指在一定的時間和空間范圍內，由生物群落與其環(huán)境組成的一個整體，其研究內容包括了氣象的生態(tài)效應格局和規(guī)律，涉及了陸地、水生生態(tài)、自然資源生產和管理（森林、農業(yè)、草地、濕地、園藝和海洋生態(tài)系統）、以及生態(tài)系統脆弱性與風險評估等。氣候變化將對中國陸地生態(tài)系統的地理分布、物候和功能產生重大影響。

1.1 生態(tài)氣象脆弱性觀測研究

氣候變化明顯影響物種、群落和生態(tài)系統的地理分布。中國中東部地區(qū)的調查和文獻分析表明，80%的物種平均北移約3.37°；西北地區(qū)主要木本植物樹種呈西移趨勢；大興安嶺地區(qū)濕地面積呈減小趨勢。華北和東北遼河流域向草原化發(fā)展，西部荒漠和草原略有退縮；青藏高原高寒草地分布面積縮小并向高海拔地區(qū)移動。青藏高原濕地面積顯著增加；華北地區(qū)濕地核心區(qū)呈北移趨勢；長江中下游地區(qū)的濕地面積逐漸萎縮。

森林植被生長季的開始期以提前為主，結束期以推遲為主。1960—2012年，714條木本植物（含喬木和灌木）的春、夏季物候期序列中有94%提前，平均提前趨勢為－2.55 d/10 a；294條木本植物秋季物候期（葉變色和落葉期）序列中有77.5%推后，平均推后趨勢為1.98 d/10 a。中國春季物候區(qū)域差異顯著，華北平原木本植物物候變化趨勢最大，云貴高原變化趨勢最小。森林植物春季物候盡管在多數站點呈顯著變化趨勢，但個別站點的變化并不明顯，如牡丹江的40種木本植物中僅1種在1978—2014年顯著提前。遙感物候監(jiān)測表明，東北地區(qū)針葉林的春季物候期以2 d/10 a的速率顯著提前，但大興安嶺山地植被和闊葉林的春季物候期變化不顯著。1982—2010年，中國植被秋季物候呈推遲趨勢，其中溫帶落葉闊葉林平均推遲2.5 d/10 a、落葉松林平均推遲1.3 d/10 a、寒溫帶大興安嶺山地植被平均推遲3.2 d/10 a。青藏高原高寒草甸和高寒草原返青期提前速率為7.8 d/10 a和7.2 d/10 a、枯黃期推遲，生長季均呈延長趨勢。也有研究表明，新疆草地返青期提前，枯黃期呈推遲趨勢，生長季延長速率為0.25 d/a；東北地區(qū)草甸和草原返青期呈提前趨勢，枯黃期呈推遲趨勢。但是，一些草地物種，如典型草原糙隱子草（

Cleistogenes squarrosa

）和克氏針茅（

Stipa krylovii

）隨氣候變化返青期顯著延遲，后續(xù)物候期均呈提前趨勢，整個生長季呈縮短趨勢。1960—2012年發(fā)表文獻中，127條草本植物的春、夏季物候期序列中有83%提前。遙感物候監(jiān)測表明，草原返青期在青藏高原西南地區(qū)和內蒙古高原于1980—2000年主要呈提前趨勢，在東北地區(qū)于2000年后開始推遲；草原黃枯期在青藏高原的推遲趨勢不明顯，但在內蒙古高原以1.1 d/10 a的速率推遲。

中國南方闊葉林、針葉林和森林的總地上生物量以及東北地區(qū)，特別是長白山和小興安嶺北部的森林生物量均呈顯著增加趨勢。內蒙古草原植被生產力在典型草原和荒漠草原呈下降趨勢，而在草甸草原呈弱上升趨勢。氣溫變暖使得中國北方森林的碳儲量持續(xù)增加，盡管對北方草原土壤碳儲量的影響存在較大的空間差異，但高寒草甸、高寒草原、溫帶草甸草原、典型草原、高寒荒漠和溫帶荒漠的土壤碳儲量均呈下降趨勢。

1.2 生態(tài)氣象風險預估

氣候變暖將導致樹種向高海拔和高緯度地區(qū)遷移，樹線向高海拔遷移；熱帶和暖溫帶森林的面積呈增加趨勢，溫帶和北方森林面積呈減少趨勢，中國東部的大部分植被特別是北方森林和熱帶森林的北界北移；熱帶常綠樹種分布區(qū)將大幅度減小，僅在云南省存在；熱帶雨綠樹種分布區(qū)將增加2倍以上；亞熱帶常綠樹種分布區(qū)減?。粶貛淙~闊葉樹種和溫帶常綠針葉樹種分布區(qū)西移；北方落葉針葉樹種分布南界北移，分布面積減小。未來降水增加或CO濃度增加有利于森林凈初級生產力（NPP）的增加，但不同類型和區(qū)域的森林NPP對氣候變化的響應存在差異。未來氣候變暖不利于成熟林固碳，在氣溫增幅較大的東北和東南林區(qū)，特別是長白山林區(qū)，森林植被和土壤固碳速率將大幅降低，而在氣溫增幅較小的西南林區(qū)的南部和其他林區(qū)，植被和土壤固碳速率將提高。也有研究表明，氣候變化整體效應仍然能夠增加大興安嶺森林的碳儲量，未來100年森林地上和土壤有機碳儲量分別增加9%～22%和6%～9%。到2050年，中國喬木林和新造林的總碳儲量和平均碳密度與2010年相比將分別增加81%和41%。

未來氣溫升高、中國西南部降水顯著增加而東北部降水減少情景下，內蒙古溫性草原的總面積有所增加，主要源自典型草原和荒漠草原向西和向北擴張；草甸草原的南北邊界都有北移趨勢，但面積將有所減少；內蒙古草原東部的氣候暖干化有使森林被草甸草原替代的趨勢，而西部的氣候暖濕化有使溫性草原向荒漠帶擴張的趨勢；凍原高山草地向西北的冷干氣候區(qū)移動，青藏高寒區(qū)凍原高山草地面積比從60.40%減少至36.75%，東部季風區(qū)的凍原高山草地將在21世紀末消失；溫性典型草原和高寒草甸的適宜區(qū)減小，大針茅、貝加爾針茅、短花針茅等主要建群種的分布范圍向西南擴展。未來氣候變化情景下，溫帶草原NPP呈下降趨勢；青藏高原高寒草甸NPP呈增加趨勢，在考慮CO肥效作用時增加更明顯。也有研究表明，中國各類型草地的生產力均呈增加趨勢；若考慮大氣CO肥效作用，高寒草甸、溫性草甸草原、溫性典型草原和溫性荒漠草原4類草原的NPP均明顯增加。未來氣候變化情景下，高寒區(qū)域草地的土壤有機碳均明顯增加，而溫帶地區(qū)草地均有所降低。但也有研究表明，未來氣候變化情景下三江源草地的土壤有機碳呈顯著減少趨勢。

未來氣候變化情景下，東北地區(qū)沼澤濕地面積呈明顯減少趨勢，且分布區(qū)呈由東向西遷移、南北向中心收縮的趨勢；青藏高原濕地總面積呈減少趨勢。也有研究表明，三江平原沼澤濕地盡管受未來氣候變化的不利影響，但面積仍呈增加趨勢。皺蒴蘚屬（

Aulacomnium

）和寒蘚屬（

Meesia

）是北溫帶沼澤或濕原蘚類屬的代表，未來氣候變化情景下，皺蒴蘚屬的分布區(qū)呈增加趨勢，寒蘚屬的分布區(qū)則呈減少趨勢。未來氣候情景下，三江平原沼澤濕地的NPP及其空間分布沒有顯著變化，但年際波動加劇。但也有研究表明，未來不同氣候情景下的三江平原濕地NPP均呈增加趨勢，但增加的幅度不同。遼河三角洲蘆葦沼澤NPP呈增加趨勢。濕地是全球最大的甲烷自然排放源。研究表明，即使青藏高原和三江平原濕地保持現有分布面積不變，未來氣候變化將使?jié)竦丶淄榕欧帕枯^當前水平增加32.0%～90.8%。

未來氣候情景下，溫帶荒漠向冷濕氣候遷移，半荒漠向暖濕氣候遷移，西北干旱區(qū)溫帶荒漠呈減少趨勢。荒漠樹種的東部邊緣適宜區(qū)縮減，多數樹種適宜區(qū)西移。57.14%的荒漠植物適宜分布區(qū)明顯向高緯度地區(qū)遷移，而42.86%的荒漠植物適宜分布區(qū)向低緯度地區(qū)遷移。梭梭林在未來氣候情景下呈顯著增加趨勢，其分布區(qū)呈向西北和東北遷移趨勢。未來氣候變化情景下，西北干旱區(qū)植被NPP呈增加趨勢；西鄂爾多斯5種荒漠灌叢（沙冬青、霸王、四合木、半日花和紅砂）的土壤碳排放量將比基準高出6.60%～14.66%，其中沙冬青灌叢地增加幅度最小，半日花灌叢地增加幅度最大。也有研究表明，新疆北部和南部的荒漠碳匯潛力在未來降水持續(xù)增加條件下將明顯增加。

以 1961—1990年為基準期，未來氣候情景下中國自然生態(tài)系統整體表現為適應性減弱、脆弱性增加的趨勢。溫帶草原向西南遷移，占據了大片高寒植被區(qū)。未來典型濃度路徑 RCP4.5氣候情景下，高寒荒漠和高寒草原幾乎消失；而在 RCP8.5氣候情景下，熱帶雨林、高寒草原、高寒荒漠均基本消失。在區(qū)域上，表現為高緯度、農牧交錯區(qū)和青藏高原地區(qū)的生態(tài)系統脆弱性加劇。

2 農業(yè)氣象的脆弱性與風險

農業(yè)氣象是研究氣象條件與農業(yè)相互關系及其規(guī)律的科學，主要研究與農業(yè)有關的氣象條件和制約農業(yè)的氣象條件及其解決措施。在氣候變化背景下，農業(yè)氣象研究作為基礎與邊緣交叉學科，堅持需求和問題導向、跟蹤國際學科發(fā)展前沿，信息技術和生物技術的發(fā)展提高了其研究手段，加強了作物模式與遙感和GIS技術的結合，開展全球氣候變化背景下農業(yè)生產系統所受的影響及響應；完善農業(yè)氣象研究理論和方法，在解決農業(yè)生產重大需求和科學問題中得到發(fā)展。已有研究表明，氣候變化將嚴重影響農作物生長發(fā)育和產量形成的熱量資源、水分資源、光資源和大氣資源。1961年以來，全球氣候變化極大地改變了我國農業(yè)氣候資源的時空分布格局。熱量資源表現出總量增加、空間分布極其不均衡的變化特征，水分資源總體表現出顯著的年際和年代際變化、空間分布不均以及農業(yè)水分利用效率偏低的特征，光資源表現出總體減少、空間分布不均的顯著變化特點，大氣資源總體表現出溫室氣體濃度明顯增加和大氣污染日趨嚴重的特征。同時，氣候變化加劇了農業(yè)氣象災害，主要表現為干旱、洪澇、高溫和低溫災害頻率和強度的變化，從而將對我國農業(yè)種植格局和作物產量產生嚴重影響。

2.1 農業(yè)氣象脆弱性觀測研究

氣候變化將嚴重影響我國主要糧食作物的種植制度、作物布局和適宜種植區(qū)以及作物產量。氣候變暖使我國多熟制可能的種植北界向高緯度高海拔地區(qū)擴展，多熟種植面積擴大。與1951—1980年相比，1981—2010年中國一年一熟區(qū)種植面積由19.7%減少到19.2%，相當于減少8200 hm，二熟區(qū)耕地面積由52.3%減少到50.0%，相當于減少49900 hm，三熟區(qū)耕地面積由28.0%增加到30.8%，相當于增加 98500 hm，復種指數可增加1.7%。預計2011—2040年和2071—2100年，我國一年一熟和一年兩熟種植面積將進一步縮小，而一年三熟種植面積將持續(xù)增加。

氣候變化使作物布局變化，可種植面積擴大。與1951—1980年相比，1981—2010 年東北三省寒地水稻種植北界平均北移120 km，水稻安全種植北界可北移至嫩江中部—五大連池—遜克北部一線；未來升溫1～3℃情景下，寒地水稻安全種植北界向北移動411～545 km，向北擴展至黑龍江省呼瑪以北地區(qū)，溫度升高3℃時，除漠河地區(qū)外都可種植寒地水稻。與1951—1980年相比，1981—2010年華南地區(qū)麥稻兩熟、早三熟、中三熟和晚三熟可種植北界平均移動分別約10 km、30 km、52 km和66 km。

氣候資源變化使得主要糧食作物的適宜種植區(qū)發(fā)生變化。與1951—1980年相比，1981—2010年中國冬小麥光溫潛在產量最高產區(qū)和高產區(qū)面積分布增加6.3%和7.4%，最穩(wěn)產區(qū)面積減少了25.8%；冬小麥最適宜區(qū)、適宜區(qū)和可種植區(qū)界限在空間上都發(fā)生改變。其中，最適宜區(qū)界限北移西擴，適宜區(qū)界限向東北方向移動。與1951—1980年相比，1981—2010年中國單季稻和雙季早稻適宜區(qū)減小，而雙季中稻和雙季晚稻適宜區(qū)擴大，預計2011—2040年和 2071—2100年呈現類似的變化趨勢；1981—2010年東北三省春玉米氣候適宜區(qū)和次適宜區(qū)面積比例由 61.1%增加為83.0%，最適宜區(qū)面積比例由18.8%減少為6.7%，可種植區(qū)面積比例由20.1%減少為10.3%。

氣候變暖已對我國主要糧食作物生長發(fā)育進程產生了顯著影響，但不同作物的物候期對氣候變化響應不同，大多數表現為營養(yǎng)生長期及全生育期時長縮短，生殖生長期變化不明顯或略有延長。1981—2010年中國冬小麥的平均播種推遲了2.29 d/10 a，成熟期提前了1.42 d /10 a，全生育期平均縮短了3.69 d/10 a，但生殖生長期的平均長度延長了0.61 d/10 a。華北地區(qū)玉米生育期內平均氣溫每上升1 ℃，其全生育期和生殖生長期天數分別縮短2.7 d和1.1 d。

由于我國糧食主產區(qū)不同區(qū)域氣候變化特征差異較大，因此氣候變化對不同主產區(qū)糧食作物的影響不盡相同。1981—2009年，氣候變化使我國北方小麥增產0.9%～12.9%，南方小麥減產1.2%～10.2%；華北平原夏玉米減產15.0%～30.0%，西南玉米減產13.0%～17.0%，西北玉米增產13.0%～14.0%。

2.2 農業(yè)氣象風險預估

對于東北地區(qū)春玉米種植區(qū)域來說，在RCP4.5 和 RCP8.5 情景下，預計 2011—2100年晚熟玉米種植區(qū)域北擴至黑龍江省、內蒙古中部地區(qū)和吉林省大部分，不能種植區(qū)域明顯減少。對于中國水稻適宜區(qū)來說，與 1951—1980年相比，未來2011—2040年和2071—2100年中國單季稻和雙季早稻適宜區(qū)減小，而雙季中稻和雙季晚稻適宜區(qū)擴大。未來升溫 1～3℃情景下，寒地水稻安全種植北界向北移動411～545 km，向北擴展至黑龍江省呼瑪以北地區(qū)，溫度升高 3 ℃時，除漠河地區(qū)外都可種植寒地水稻。另外，未來RCP2.6和RCP8.5氣候情景下，無論是全國水平，還是各稻區(qū)持續(xù)3～5 d的高溫事件明顯增多，1961—2000年中國水稻高溫中心主要集中在110°—113°E，28°—30°N，湖南北部與湖北省交界處附近，預計2021—2050年高溫中心有向東北方向移動的趨勢。

在不考慮品種更替的背景下，1980—2008年，溫度變化引起我國水稻單產增加0.8%，小麥、玉米的單產分別降低0.3%和0.4%；而溫度和降水的協同變化引起我國水稻單產增加1.2%，總產增加4.6×10t；小麥、玉米的單產分別降低0.3%和0.4%，總產分別降低2.5×10t和1.5×10t，溫度升高1 ℃，作物產量降低5%～10%，甚至更多。在僅改變未來氣候變化的條件下，冬、春小麥的灌溉小麥單產相對于1996—2005年普遍減產，并且隨著氣候變化，灌溉小麥的減產概率上升，預估到21世紀末期，RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下冬小麥分別減產2%、6%和9%左右，減產概率超過85%，春小麥分別減產5%、8%和15%以上，減產概率超過90%；在雨養(yǎng)條件下，預估到21世紀末期，在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下，冬小麥增產21%～25%以上，增產概率超過90%。未來隨著氣溫和CO濃度的上升，水稻產量呈增加趨勢，在RCP8.5 情景下，2020—2099年中國區(qū)域平均水稻產量在21世紀末達到22%，在空間上，東北和西南地區(qū)水稻增產較多，可達 40%以上；2000—2100年，東北地區(qū)玉米生育期會縮短，產量也會相應地下降，中熟和晚熟玉米平均減產3.3%和2.7%。

以 1961—1990 年為基準期，未來氣候變化總體對主要糧食作物（水稻、小麥、玉米）種植面積擴大有利，但不同糧食作物對氣候變化的適應性與脆弱性因作物而不同。未來全球升溫 1.5 ℃和2.0 ℃情景下，中國玉米平均減產幅度分別為 3.7%和11.5%。氣候變化對西北半干旱地區(qū)馬鈴薯產量具有顯著的負效應。1961—2016年氣候變化使得晉北地區(qū)馬鈴薯氣候生產潛力每年降低 17.7 kg/hm，其中輻射的影響最大，而在未來氣候變化的背景下（2011—2060 年），中國黃土高原馬鈴著產量總體呈現下降趨勢。

3 研究展望

生態(tài)氣象主要研究生態(tài)系統與氣象條件的相互關系，是生態(tài)學與氣象學的交叉融合，體現了以生態(tài)系統為核心的多圈層的相互作用，以及氣候變化對生態(tài)類型及其地理分布的決定作用等。農業(yè)氣象主要研究農業(yè)生產與氣象條件之間的相互關系。農業(yè)氣象的形成與發(fā)展是與農業(yè)生產密切相關，是農業(yè)科學與氣象科學的交叉融合，既要研究農業(yè)生產對氣象條件的要求和響應，揭示氣象條件的發(fā)生、變化和空間分布規(guī)律對農業(yè)生產的影響；同時也研究農業(yè)生產的對象和過程對氣象條件的反饋作用，不斷地解決影響和制約農業(yè)生產的氣象問題，實現農業(yè)生產的高產、優(yōu)質、高效益。相對來說，生態(tài)氣象研究涉及的時間尺度跨度更大，空間范圍更廣（從葉片氣孔到全球），研究內容不僅包括多圈層相互作用的生物－物理－化學－管理過程與定量描述, 還涉及災變過程、識別與災害風險管理等。

氣候變化從植被地理分布/作物種植分布、物候/生育期和生產力/產量等方面顯著影響了生態(tài)與農業(yè)氣象，改變了生態(tài)/農業(yè)氣象的脆弱性和風險。現有氣候變化背景下生態(tài)/農業(yè)氣象的脆弱性和風險研究為生態(tài)系統保護和糧食安全提供了決策依據。盡管如此，現有研究成果仍難以滿足高質量生態(tài)保護與糧食安全的需求，主要體現在對生態(tài)/農業(yè)氣象脆弱性與風險的形成機制與變化規(guī)律的認識嚴重不足，使得現有研究主要停留在觀測研究階段，而預估研究仍存在很大的不確定性，甚至無法進行預估研究。為此，科學地制定生態(tài)與農業(yè)氣象應對氣候變化決策迫切需要開展以下研究：

1）生態(tài)/農業(yè)氣象承載力及其優(yōu)化布局研究。中國生態(tài)/農業(yè)風險暴露程度較高，氣候變化所引起的極端天氣氣候事件極易造成生態(tài)/農業(yè)生產損失。尤其是農業(yè)風險具有風險單位大、區(qū)域性、伴生性、風險事故與風險損失的非一致性，災害發(fā)生頻率高且損失規(guī)模較大等特點。生態(tài)/農業(yè)氣象災害的發(fā)生具有較強的客觀性，但是最終造成的實際損失還取決于生態(tài)/農業(yè)體系的承災能力與減災措施的成效。中國氣候變化的時空變異大、不同地區(qū)的種植制度不同，以往關于不同植物在氣候變化背景下的種植制度、分布格局以及不同類型/品種在不同地區(qū)對資源的利用效率、對氣象災害的效果評價研究等還較缺乏。未來需根據中國不同地區(qū)的氣候變化特征和資源能力，重點研究生態(tài)/農業(yè)的氣候資源高效利用機制，生態(tài)/農業(yè)的氣象災害時間和空間分布規(guī)律，明確影響生態(tài)分布格局和農業(yè)種植格局的氣象敏感指標，發(fā)展基于氣候資源和氣象災害的生態(tài)/農業(yè)氣象承載力評估技術，提出基于生態(tài)/產量最優(yōu)的優(yōu)化布局對策措施。

2）生態(tài)/農業(yè)氣象的災變過程與調控機制研究。目前氣象災害監(jiān)測指標仍以氣象指標為主，結合植物生長特性、發(fā)育過程并能指示災害對其生產力/產量影響程度的指標較少，現有研究主要考慮災害的發(fā)生與強度或對生態(tài)/農業(yè)的影響，未考慮災害過程的影響進展及其與生產力/產量的關系，且生態(tài)/農業(yè)氣象的災變過程與各氣象災害影響因子之間的關系及其影響機制仍不清楚，使災害的監(jiān)測預警與減災保產不能很好地聯系起來。未來需重點研究不同生態(tài)/作物類型、不同生育階段以及不同環(huán)境下不同災害的影響過程和機制，明確不同生態(tài)/作物類型、不同生育階段的致災臨界氣象條件，發(fā)展災變識別技術與方法，建立災變監(jiān)測評估預警模型，提出不同類型、不同生育階段的生態(tài)/農業(yè)氣象災害應對技術與措施。

3）生態(tài)與農業(yè)變化的氣象條件貢獻率評估及其適應技術研究。影響生態(tài)/農業(yè)變化的主要因素有天氣氣候條件和人為干擾。天氣氣候作為決定生態(tài)系統和生態(tài)環(huán)境最活躍、最直接的因子，對我國生態(tài)文明建設有著重要的影響。特別是重大氣象災害給生態(tài)/農業(yè)生產造成的破壞，不利氣候變化造成的生態(tài)系統逆向演替。國家在考核生態(tài)文明建設、進一步做好生態(tài)保護/農業(yè)生產過程中需要知道氣象條件的貢獻大小，但目前氣候和氣候變化對生態(tài)質量影響評價技術與指標體系還沒有建立；過去與現在氣候變化影響識別歸因，及如何區(qū)分氣候變化與其它因素（如人類活動）影響，明確氣候變化貢獻評價方法仍不明確，不能定量評價氣象條件在保障生態(tài)/農業(yè)安全中的貢獻率，一定程度上制約著減緩氣候變化對生態(tài)與農業(yè)變化不良影響的科學政策與措施的制定。迫切需要重點研究生態(tài)/農業(yè)變化與氣象條件（氣候資源和氣象災害）的關系，發(fā)展綜合考慮生態(tài)分布/農業(yè)種植的地理格局、生產功能與服務功能的生態(tài)/農業(yè)健康評價指標，明確影響生態(tài)/農業(yè)健康的氣象敏感指標，研發(fā)氣象條件對生態(tài)/農業(yè)變化貢獻率評價模型，研究提出不同類型生態(tài)/農業(yè)適應氣候變化的技術與措施。

4）高質量生態(tài)保護與糧食提質增效的氣候資源高效利用和定向調控研究。當前科學研究提高了氣候變化對生態(tài)保護/農業(yè)生產影響的客觀認識，為確保生態(tài)保護/農業(yè)生產與糧食安全提供了決策支持，但仍存在一定的不足，如氣候變化（包括氣候、大氣成分和土地利用變化等）對生態(tài)/農業(yè)的綜合影響認識不足，評估模型不能動態(tài)地反映生態(tài)保護/農業(yè)種植制度與各種調控措施的影響等。保護生態(tài)環(huán)境已成為全球共識，目前關于生態(tài)變化，尤其是人類-生態(tài)/農業(yè)相互作用的過程、格局與驅動力仍不清楚，嚴重制約著生態(tài)保護的監(jiān)測預警、風險管理和糧食的增產增效。因此，未來研究需進一步提出高質量生態(tài)保護與糧食提質增效指標體系及其氣象敏感指標，分析高質量生態(tài)保護與糧食提質增效的氣候資源數量及其配置，揭示高質量生態(tài)保護與糧食提質增效的氣候調控機制，研發(fā)高質量生態(tài)保護與糧食提質增效的精細化氣候區(qū)劃，發(fā)展高質量生態(tài)保護與糧食提質增效的氣象災害識別與調控技術。