全球气候变化对我国农业生产的影响.doc

全球气候变化对我国农业生产的影响黑龙江省东京城林业一中 段敬文关键词：全球气候变化 影响 对策未来全球性气候变暖对我国农业生产将产生明显的影响，随着工业化进程的快速发展，空气中CO2 浓度升高，世界各地的热量资源将有不同程度的增加，气候变暖已成为不争的事实，预计在21世纪末全球平均地表气温可能升高1.1-6.40C，在全球变暖的大背景下，中国近百年的气候也发生了明显的变化。一是近百年来，中国年平均气温升高了0.50.80C，从1986年到2005年，中国连续出现了近20个全国性暖冬，二是近百年中国年均降水量变化趋势不明显，但是区域降水变化波动较大。华北大部分地区、西北东部和东北地区降水明显减少，平均每10年减少2040mm，其中华北平原地区最为明显；华南与西南地区降水明显增加，平均每10年增加2060mm。从以上种种数据表明全球气候变化对我国作物生产、种植制度、病虫害等方面产生了重大的影响，为了探讨了相应的农业对策，提出全球气候变化对我国农业生产的研究领域。大气中 CO2 浓度增高是引起全球气候变化的主要原因。尽管在全球范围内正努力寻求控制措施，但短期内很难控制其增长势头。CO2 浓度与温度增高对作物产量和品质产生深刻影响，因此，在作物生产方面关于 CO2 浓度增高的影响及适应对策的研究倍受关注。研究表明20 世纪 80 年代以来全球气候明显变暖使全球大气环境、气候带、洋流和气温等气候因子发生变化，已引起科学家们高度重视，国内外学者运用统计学方法对气候变暖下作物产量、种植制度和适宜种植区的可能变化进行了大量研究。一气候变化对作物生产的影响 1、 温度升高对作物生产的影响 温度升高可延长全年生长期，对无限生长习性或多年生作物以及热量条件不足的地区有利，而对生育期短的栽培作物来说又是不利的，因为温度高使作物的发育速度加快，生育期缩短，单产下降。据研究表明，作物生育期气温每升高10C，水稻生育期日数平均缩短 78 d，冬小麦生育期日数全国平均缩短17 d，从而减少了光合作用积累干物质的时间。在平均温度升高的同时，极值最高、最低温度的出现频率增加，对局部地区作物的生长发育有抑制作用。高温条件下作物生育期缩短，生长量减少，可能会抵消全年生长期延长的效果。温度升高，高温热害、伏旱将更加严重，目前对我国亚热带农业生产的影响已十分突出，暖温带也有程度不同的类似问题。高温胁迫的热害已经限制了作物生产，影响玉米、大豆、高粱、谷子等的种植和产量，水稻、棉花的生育也受到强烈抑制。温度升高对不同的生长季节有不同的效果，其影响程度视作物种类、地区和种植水平而异。在温室效应影响下高温热害加剧，将是影响我国农业生产的严重问题。2、 降水量变化对作物生产的影响 我国的灌溉面积为 4 900 万 hm，约占耕地面积的52 %，粮食产量的 2/ 3 以上来自灌溉农业，而灌溉的作物主要是水稻、小麦。水分减少1 %，灌溉面积将减少 1 %以上，粮食产量减少 75亿 kg，足以影响我国的粮食总产量，而且大面积的旱地作物减产更严重，水资源本来短缺的北方农业生产将面临困境，水对我国农业生产是至关重要的。粮食作物对水分的增多与减少反应不同。玉米表现为水分增加产量增加。小麦对降水量的反应表现出缺水和过多都影响产量。水稻的栽培是“以水定稻”，北方水分减少使水稻减产，降水量变化对南方晚稻生产影响极大。晚稻生育期增加水分，可以改善伏旱期的水分供应，减少产量的损失；降水量不增加或减少，由于温度升高，生育期缩短，晚稻将严重减产。甘薯、高粱、谷子在气候变暖、变干或变湿的过程中由于抗逆性较强，将起调节作用，可减少粮食产量的波动。温度、水分变化对作物生产的影响还决定于水、热匹配状况，如气候变暖与变湿相匹配且同季，农作物将增产；如气候变暖、变干，水分不仅限制变暖的效果，而且会加剧不利影响，作物将减产；如气候变暖而水分无变化，在冷凉湿润地区作物将增产，在多熟种植的温暖地区对有的作物生长季有利，有的作物生长季不利。2、气候变化对我国种植制度的影响 我国农业生产的一大特点是多熟种植，复种指数达到 150 %以上。CO2 倍增时温度升高，增加了各地的热量资源，使各地的潜在生长季有所延长，无疑对多熟种植有利，从而使当前多熟种制的北界向北推移。根据 FAO4的报告(1997)，在温带，温度每升高 1将使气候带移动 200300 km。CO2 浓度倍增后，当前我国的一年一熟制大约可向北推移 200300 km ，一年二熟制和一年三熟制的北界也将向北推移 500 km左右。麦、稻两熟区、双季稻种植区和一年三熟制的水稻产区，只要水分条件能满足生育期的需要，种植北界均可向北推移。这种变化有可能使一年二熟、一年三熟种植的面积扩大，据研究，在仅考虑热量条件的基础上，在品种和生产水平不变的前提下，气候变化后我国多熟种制的面积可能产生如下变化：一熟种制由当前的 63 %下降为 34 %，二熟种制由 24.12 %变为 24.19 %，三熟种制由当前的 13.15 %提高到 35.19 %。随着气候变暖，未来各种天气系统的活动可能更强烈、更频繁，干旱、洪涝、高温、冷冻害等气象灾害发生的频率也可能增加；另外，气温升高增加了北方地区的热量资源，但季风雨带的南移却可能加重那里的干旱危害，造成北方变干变热而南方变湿变冷的趋势；气候的冷暖、干湿变率可能增大，特别是降水变化的不确定性，使种植制度的变化受到制约。即我国未来的种植制度会因升温而有所变动，但效果在很大程度上取决于水分的动态。不过各类种植制度组合、种植作物的种类或品种会因温室效应出现大的适应性调整，高产品种将会被抗逆性强的品种代替，旱地作物如高粱、谷子、甘薯；耐热性作物如甘蔗、水稻等的播种面积将扩大。3、气侯变化对病虫害的影响 据统计，我国常年病虫害发生面积 21002133 亿 hm，是耕地面积的 2 倍多，每年因病虫害造成的粮食减产幅度占同期粮食生产的 9 %，气候变暖后，因病虫害造成的粮食减产幅度将进一步增加，应引起植保部门的足够重视。由于温度升高，害虫发育的起点时间有可能提前，一年中害虫繁殖代数也因此而增加，在新的有利环境条件下，某些害虫的虫口将呈指数增加，造成农田多次受害的几率增高。气候变暖后，在 1827N(粘虫冬季繁殖气候带) 、27 33N(粘虫越冬气候带) 、3336N(粘虫春季迁入气候带) 及在3639N 的冀东北、山东半岛、北京等地，粘虫发生世代均将在原来的基础上增殖 12 代。另外，病虫越冬状况受温度影响将更加明显，冬季变暖，容易越冬，虫源和病源增大；害虫的休眠越冬期缩短，世代增多。更为严重的是多种主要作物的迁飞型害虫比现在分布更广危害更大，我国粘虫越冬北界将从 33N 北移到 36N 附近地区，大致与现在的 1 月份 - 2 等温线相接近；冬季繁殖气候带，也将从 27N 北移至 30N 附近地区，造成粘虫越冬和冬季繁殖面积扩大上亿亩之多。褐飞虱安全越冬北界将移至 25N 附近，常年可在 2627N附近越冬；稻纵卷叶螟冬季越冬界线将由 1 月份4 等温线以南地区，扩展到 2 等温线以南地区其结果不仅加重了大范围越冬作物的病虫危害，而且也增加了来年开春迁飞害虫的基数。在气候条件适宜的年份，小麦条锈病将有“南下”发展的趋势。若双季稻种植区的东部向北扩展到 3536N 之间的地区时，将使早、晚稻孕穗末期至抽穗期容易处于温度较低、雨水较多的时期，遇低温的几率加大。而低温和寒露风对穗颈稻瘟病的流行十分有利，因此，双季稻种植区北移后，易造成稻瘟病北上，有利于稻瘟病的发生和加重。另外，水稻纹枯病属高温高湿型病害，当气温为 2335 ，并在伴有降雨或在湿度大的情况下，病情将扩展，有可能发展成为发病最广、危害最大的病害。4、气候变化的农业对策初探 鉴于气候变暖对我国农业生产可能出现的严重影响，须加强研究并提出相应的对策：研究适应气候变化的农业发展战略问题：粮食生产的趋势与前景、水资源的农业调配与利用、气候变化后的土地生产力等，以确定农业发展的重点与农业技术的政策与导向。根据气候条件的可能变化，通过模拟实验和田间试验，以确定其对农业影响的程度。研究农业生产布局和结构的调整方案，以确定适应各种变化的农业生产形式与内容。研究高温热害、干旱等农业灾害的机制和规律，提出适应、抗御的途径与措施。发展旱地农业和节水农业，增强农业系统抗逆性，以适应气候可能变干的不利影响。培育耐旱、耐湿、耐热性作物品种，改变耕作制度和栽培管理条件，以适应变暖、变干、变湿的气候环境，提高抗御不良环境影响的能力。采取必要措施，减缓“温室效应”引起全球气候变暖的程度和速度。加强病虫害的防治。5、研究展望 全球环境变化特别是 CO2浓度增加使全球气温升高，对农作物生长和产量影响已引起了各国政府与科学家的高度重视。尽管近年来全球环境变化研究正逐步深入、综合，但目前关于农业生产对未来全球环境变化响应机理的理解与预测能力有限，特别在我国研究尚待重视和加强.为了解全球环境变化对于农业的影响机制，提高预测农业生产力的能力，为制订国家政策的科学行动计划提供理论依据，同时也与国际全球环境变化研究接轨，未来中国拟加强的研究领域有：(1)农作物对全球环境变化响应的多因子协同作用的响应机制研究，以揭示农业生产对全球环境变化的响应与适应机理；(2)生态脆弱地区农牧业生态系统的生物地球物理过程的研究，并与遥感技术相结合，了解大气 - 植被 - 土壤系统的水分与热量循环过程在农业生产力形成中的作用；(3) 以生产力为核心的生态脆弱地区农牧业生态系统的生物地球化学循环过程研究； (4) 全球环境变化的农作物生产安全指标体系与预警系统研究；(5) 建立集数据库、模型库和专家系统于一体的以农业生产力为核心的农业生态系统信息系统，以实现农作物生产对全球环境变化反应的动态仿真，便于政府针对全球环境变化做出适宜对策。参考文献 1 王修兰主编. 二氧化碳、气候变化与农业 M . 北京 :气象出版社 ,1996. 2 国家统计局编. 中国统计年鉴 M . 北京 :中国统计出版社 ,1998. 3 郑斯中. 全球变暖对我国粮食产量影响估计中的乐观倾向J .中国农业气象 ,1993 ,14(5) :4447. 4 联合国粮食及农业组织. 1997 粮食和农业状况 M .意大利:1997. 5 李淑华. 气候变暖对我国农作物病虫害发生、流行的可能影响及发生趋势展望 J . 中国农业气象 ,1992 ,13(2) :4649.