气候变化背景下的我国农业水资源与粮食生产安全

气候变化背景下的我国农业水资源与粮食生产安全彭世彰豆沿斌徐俊增缴锡云（河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京210098）摘要：全球气候正经历着一场以变暖为主要特征的显著变化。我国是一个发展中的农业大国，农业资源短缺，对气候变化反应敏感，未来气候变化将对我国的农业生产形成极大的冲击。本文针对气候变化的特点和趋势，从降水、蒸发、径流等水文循环过程的变化趋势，旱涝等农业自然灾害的发生频率和种植制度及种植结构的改变来探讨未来气候变化对我国农业水资源和粮食生产的影响。未来我国农业水资源供需矛盾将更加突出，粮食生产面临挑战。关键词：气候变化农业水资源粮食生产水稻生产Abstrcat:Globalclimateisundergoingasignificantchangewiththemaincharacteristicofwarming.Ournationisabigdevelopingagriculturalcountry,Shortageofagriculturalresources,Sensitivetoclimatechange,soclimatechangewillmakegreatlyimpacttoourcountry’sagriculturalproductioninthefuture.Inthispaper,withthecharacteristicsandtrendsofclimatechange,fromthetendencyofprecipitation,evaporation,runoffandotherhydrologicalcycle,frequencyofagriculturalandnaturaldisasterssuchasdroughtandflood,changesofcroppingsystemsandplantingstructuretodiscusstheimpactoffutureclimatechangetoourcountry’sagriculturalwaterresourcesandfoodproduction.Inthefuture,Contradictionbetweensupplyanddemandwillbecomemoresharplyofagriculturalwaterresourcesandwewillfacemorechallengestofoodproduction.Keyword:climatechangeagriculturalwaterresourcesfoodproductionriceproduction问题提出近百年来，地球气候正经历一次以变暖为主要特征的显著变化，全球温度升高了0.74℃（IPCC）。如果人类继续按照目前速度排放温室气体，那么CO2有效倍增将出现在2060年左右，届时全球平均气温将增加1.4℃-5.8℃[1]。气候变化国家评估报告（2007）指出，过去100年间，我国平均气温升高0.5-0.8℃，近40年来我国年平均气温以0.22℃/10年的上升[2]。而且这种增温的趋势仍在继续(见图1)[3]。（接第1页）图11891-2007年北半球年平均气温距平直方图（曲线为5年滑动平均气温距平，虚线为线性趋势）全球气候变暖加快了水文循环过程，并影响大气环流的运行规律，降水量和蒸发量时空分布亦随之发生变化，对自然资源和生态环境形成很大的冲击，农业是对气候变化反应最为敏感的产业之一[4]。如近几年在我国各地频繁发生的大范围持续干旱（2007年重庆大旱，2023年北方大范围春旱），对农业生产乃至国民经济造成严重影响。目前灌溉仍然是保障粮食安全生产的重要手段，在发展中国家灌溉农田的作物产量占作物总产量的60％[5]。我国是一个农业大国，同时也是一个灌溉大国，我国的耕地占世界的7%，但灌溉面积占世界的20.2%。在我国的耕地面积中，灌溉面积占46.4%，远远高于全世界16%的平均值[6]。有效灌溉是保障粮食安全的基础之一。全球变暖将会影响温度和降雨模式，在人类活动的强烈干扰下，蒸发、径流等水循环过程都将受到影响。由于降雨、蒸发和土壤水之间存在着平衡关系，全球的气候变化必将影响和改变未来作物灌溉需水格局。未来气候变化的大背景下，降水、温度、蒸发、径流的变化会对作物灌溉需水产生什么样的影响，作物灌溉需水将会如何变化，是一个迫切需要研究的问题。同时，气候变化会造成我国大多数主要作物水分亏缺、生育期缩短，产量下降，并使我国现行的农业种植制度发生改变，如复种指数提高，作物布局发生改变。未来农业气象灾害会更见频繁，农业生产的不稳定性加大等。因此，研究在气候变化条件下，特别是在降雨、蒸发、径流等变化的情况下，我国农业水资源的状况及发展趋势，揭示气候变化条件下作物灌溉需水变化规律，研究气候变化对水文循环过程以及对农业水资源状况的影响，通过农业气象灾害、探讨作物水分利用、灌溉需求、作物种植制度和农业结构等对气候变化的响应，构建农业水危机应对策略，保障农业可持续发展，是农业水利等领域急需研究的热点问题。气候变化对我国农业水资源的影响2.1降水总量基本不变，但时空分布更不均匀距降水怪作为梳水文娇循环蚂的基乌本要虎素之胸一，拆全球柿气候插变暖琴加快王了水驴文循栗环过州程，搞降水毕总量碎及时饥空分叉布也懒受到泉影响尤。洁气候族变化题国家反评估坑报告南（2凑00爷7）组指出疼，近散10挑0年呢来，蜡中国抵的年庭降水掩量有桃微弱丝的减邮少（蛋幅度俯为仪0.株86俩mm瘦/1案0年少），破近5邀0年介来降箱水量注呈现墨小幅肚度增责加趋枕势眨[2胆]荐。研升究表务明，崭未来则降水慨量略月有增脑加但伍增幅忘不大聪，到锅20辆20弃年，券全国道平均喝降水六量将证增加亭2%够-3福%，搜20岔50尘年可暂能增笑加5种%-蹦7%叮，其圆中东鸦南沿卸海增沙幅最闸大。烦未来配降水录频率早和分蛾布将义发生宰变化栽，旱铺涝等蒸极端扛天气渡事件挨发生滩频率橡会增些加，弊强度锄会加稼大。晴丛振缘涛等掘研究基认为有我国社19敏56幻-1证98脖5生年鹅30管年间浑平均蓬降水阻变化森趋势网为嘴-0主.4蚁1m阀m逮/a柿/蝴10饭a叹,1直98贺6-沙20锐05菠年亩20定年间腊降水作趋势震为使2.都90式mm磨/a秒/汗10抱a皂[7奥]店。近蜻47撇年我柿国降励水变件化趋秘势（央见图质2值）民[8凉]予。御（接雅第蜻2苹页）悲图刺2仙1允95我6-孩20救02复年全吵国平明均的普逐年浸降水抽标准覆化距睡平值绸在全冻球气雅候变选暖的殊背景灯下，乔尽管盖我国膨的降嫩水总扣量变搜化不楼大且萄有略值微增米加的才趋势贪，但吓降水惰的时旷空分垦布上错却趋队于更陪大的午不均捉匀性草。在抽降水尼的时尸间分要布上跃，不途仅有吉明显批的季耍节差雀异，绣同时另单次骨降水长的时化间也翠在发辫生变衔化。令全国炼大部邮分地煮区降替雨日痰也显讯著减漏少，窃这就稠意味看着降秃水过寻程可狂能强龟化剖[9敬]乡。严筹中伟永等研秋究发蝴现我抗国微赖量降踏水超(亩毛毛钉雨葬)雁事件终普遍委减少责，特碌别是纱北方谢很多乎地区鸟毛毛再雨日滤数减赶少更戏多桥[1枣0]帅。同隶时我竖国暴影雨的画年际皂变化童明显映大于玩年降陈水量夏的年炊际变例化卧[1鉴1]粮。在掌降水理的空贞间分朽布上劫，近捞50验年的诸全国芬平均敌降水障量存钻在着复显著奸的区怜域差兄异岸[1烈2]纪。受痛全球请气候丙变化瘦的影酸响，榨自悦20演世纪攀80洞年代洲以来标，我三国降啄水南航多北鸟少的擦趋势汽加大趟，特端别是间20吩世纪而90太年代卵后期羊以来淘，大而致以财长江君、淮圾河为慢界，童我国卧南、耻北降音水量解变化朗方向姐相反灭，北价方各肆流域貌降水跌量都乱在减简少，代其中贤，黄脂河流荒域降铜水量进减少张最明录显，神减少泄15州%德以上监[1轰3]覆。仓2.尺2影蒸发喷总体茶减少浴，近嗓期转烦为增杠加趋榨势林随着域全球狭气候辉的变尿化，呆一般盆认为撕温度罚升高罪将使论地球盘表面锁的空盗气变艇干，毫从而轮增加须陆面俩水体钱的蒸披发量棚。但唤是，妥国内闭外的挺研究朋都表初明，莫水面厌蒸发左并不丧是简熄单的维随着始气温毙的升这高而爽增大良，存赛在烘“暑蒸发香悖论书”膜。汤任国纹玉等旬研究带认为蜻，我隆国水周面蒸尖发量劣呈显硬著下浆降趋益势，论但同吊时数批据也影表明菊年蒸握发量说在叔19确80拴年代化末以殃前下距降明柳显，家19碍90秘年代捞以后俘呈轻睛微上施升趋锄势纱[1评4]竹。舍丛振您涛等清研究铃表明徒与气樱温增史加对五应的苏是蒸嘴发皿短蒸发已量呈晶下降播趋势脑，过矿去拆50伟年间雾，中插国蒸笋发皿昌年蒸琴发量美平均荡每控10差年下仙降了秀18猪.4良mm秀，全济国总滨体上趴存在是“孟蒸发铜悖论医”暗，但秘是在份近叮20防年蒸站发皿障蒸发箭量的赵变化狡发生蛛了改牵变，蚁由下葬降变肃为上洪升趋摊势（论见表会1拖）蒙[7装]票。经表矛1荡饭过去酷50建年全窃国蒸盗发皿州蒸发姿量、签气温脆趋势闲项目火时间节序列品均值县列验变化星趋势汽蒸发摊皿蒸沟发量侄19晌56鹿-2笑00悟5德16盖58饰mm歌/a俊-1谅8.梁4m铅m匙/a军/三10扶a鼠19特56泳-1粗98棒5臂16姐77臭mm德/a衔-3凯5.紧6m词m续/a秧/蝶10勉a轻19摸86押-2壁00遍5龟16象39陷mm谁/a程48段.9逆mm叔/a蜂/闲10缴a诱日最煎高气薪温召19浙56揪-2难00挖5油18采.5旨℃蛮0.卷16誓℃欢/共10贯a涛19非56斑-1越98糖5盗18左.3环℃燃-0离.0退8枕℃糖/笑10锤a丹19郑86裂-2喉00研5术18今.8榨℃还0.作47只℃理/驰10英a丙日平扔均气蚊温馅19续56秆-2凤00锡5真12拍.8威℃揉0.谊23竹℃暑/崖10星a势19融56降-1添98徒5些12狡.5性℃燕0.当04织℃检/竭10碧a说19冷86贷-2税00克5贷13柏.1缠℃储0.背45事℃馅/投10肚a吼日最巡低气逝温事19订56练-2宾00蔑5亩8.役2湿℃打0.贯31尘℃炮/绕10浴a案19虎56非-1抹98灵5钳7.蚀9批℃呈0.巡12盼℃芒/表10骑a常19联86菊-2慧00壁5插8.落7掉℃土0.杠49膨℃微/蔑10铲a借关于僵“因蒸发锹悖论它”刃的机蝴理，尼目前前尚无裁明确模的结淹论。扰从已四有的枕研究骨来看阔，全医球范胶围内盲云量寸或气言溶胶集增加湾引起喷的辐胡射量与下降斧（或挎称为乎全球舱变暗劫，g拒lo澡ba菜l偶di兼mm骆in县g）叨是蒸抹发皿泊蒸发漆量与齿潜在吵腾发欣量下怜降的终主要沟原因这。从颗国内敢蒸发吗蒸腾明量的霉研究纱上看排，尽量管近骨50软年全汉国蒸饭发蒸疮腾量面与地圾表温血度存考在悖拿论，疤但都拿得出越近2惕0年翻蒸发落蒸腾逮量的踪变化格由下俘降变胶为了忘上升赔趋势永，这涌有可墨能与柔这段惜时期兔的大林气污铃染及坏对其欧的控怜制活驴动有丽关。碍如果右蒸发图变弱闻确实肆是由置于人家类活抢动污穿染大撕气，来使人虽为气叙溶胶恼排放菜增多绝及太姿阳辐历射减运少引遗起的核，那燕么在斩全球愁温度蹈升高默和陆爪面特植征不属变化玉的条埋件下口，未杆来的侮空气坦污染挥控制疫则可讨能增炼加水富面和电陆面鱼的蒸甲发，上加重谣干旱袄化趋鸽势。殿2.寒3童河川协径流蜻几乎早普遍薄减少悦河川摆径流控是气鉴候条斩件与瞧流域刷下垫其面综蚕合作摸用的纲产物点,揭径流罢不仅径受人任类活痒动强小度影药响显酷著沫,宴而且测对气性候变真幅响靠应敏姑感。荡分析孩我国将主要袭江河林的步19耀个重厌点控隆制水锹文站挺近做50鬼年的招实测滥径流辛资料毒，可桌见我送国六早大流臣域径傅流变墙化特呢征（暗见表育2握）揪[1蛙5]锐。纹近百泻年来仪长江致流域鸽径流造没有握呈现狮明显智趋势或变化疲，仅令20砌世纪扬90自年代忧以来确年径勉流表朱现出惭了微询弱增库加趋她势，肆增加吵趋势庆不明仿显且快地区抚差异当大，荷上中高游径芽流减抖少，风下游钻地区千径流完增加滋。与方20牙世纪摊80跨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