气候变化对农业的影响及应对措施
气候变化对农业的影响及应对措施
摘要: 阐述气候变化的特点, 分析农作物对温度、降水变化的敏感性, 昆虫对温度变化的敏感性。探讨了农业生产对低温雨雪冰冻天气、对干旱及洪涝灾害的脆弱性。应对气候变化的农业技术选择包括选育抗逆性强的农作物新品种, 增强农作物抵御自然灾害的能力;加强农业水利基础设施建设;大力发展节水农业种植技术;加强农业灾害性天气的预警与响应能力建设。在此基础上提出应对气候变化的农业适应性政策措施: 调整耕作制度, 提高指数;完善江河湖泊防洪工程和防洪减灾体系;加强土地合理利用;发展设施农业, 提高农业抗御自然灾害的能力;制订减灾应急预案;积极推广农业保险。
关键词: 气候变化;敏感性;脆弱性
一、引言
气候变化被列为全球十大环境问题之一, 随着全球气候变化研究的进展, 开展气候变化影响的相关研究开始成为学术界最为活跃的研究领域之一。农业是对天气变化最为敏感的部门之一, 因为气候始终是影响农业生产的重要决定因素, 到目前为止, 农业还没有改变靠天吃饭的局面。
农业是国民经济的基础, 气候变化对农业所带来的不利影响,特别是极端天气气候事件诱发的自然灾害将造成农业生产的波动、危及粮食安全、社会的稳定和经济的可持续发展。
尽管在哥本哈根会议上各国还没有就气候变化问题综合治理所采取的措施达成共识, 有待在2010年墨西哥城的第16 次缔约方会议上继续协商, 但气候变化会带来难以估量的损失, 气候变化会使人类付出巨额代价的观念已为世界所广泛接受, 并成为广泛关注和研究的全球性环境问题。及早开展气候变化对农业影响的研究, 发现可能存在的问题, 提前采取适应性对策具有极其重要的战略意义。本文从敏感性、脆弱性方面来分析气候变化对农业的影响, 并在此基础上探讨我国农业应对气候变化的适应性对策。
二、气候变化的特点和趋势
气候变化是气候平均状态出现统计意义上的显著变化或者持续较长一段时间(10 年或更长时间)的变动, 具体指气候平均值和离差值两者中的一个或两者同时随时间出现了统计意义上的显著变化。1.气候变化的特点(1)平均温度明显上升
中国近100 年来年平均气温明显增加, 达到015~ 018度, 比同期全球增温平均值略高。近50
年变暖尤其明显, 主要发生在20世纪80年代中期以后[1]。如果年平均温度上升1度, 大于或等于10度积温的持续日数全国平均可延长15天左右,这对于农作物生产来讲具有重要意义。有一点动心 歌词
家长意见和建议(2)降水出现区域性与季节性不均衡
温度的提高会加快地表水的蒸发, 导致水循环加剧, 暴雨出现的概率增加, 虽然降水量很大, 却不能得到有效利用。各地的降水量和蒸发量的时空分布也会显著改变。降水既会出现区域性不均衡,也会出现季节性不均衡, 即在农作物最需要水的时候出现季节性干旱, 从而给农业生产带来严重影响。过去的概念是中国西北部缺水, 今后在中国南方也可能出现季节性干旱, 水资源短缺将成为一个严峻的问题。
(3)极端气候现象增多趋强
极端气候现象指一些在特定地区和时间的罕见事件, 极端气候现象的罕见程度一般相当于观察到的概率密度函数小于10% , 这些极端气候现象包括干旱、洪涝、低温暴雪、飓风、致命热浪等。极端天气气候事件的发生和全球变暖有关, 也是气候变化的表现方面之一。在全球气候变暖的总趋势下, 大气的环流特征和要素发生了改变, 引发复杂的大气)))海洋)))陆面
相互作用, 大气水分循环加剧, 气候变化幅度加大, 不稳定因素增多, 导致这些小概率、高影响天气气候事件的发生机会增加[2]。极端气候事件对农业系统的影响往往大于气候平均变率所带来的影响。
(4)冰川消融导致海平面上升, 海水入侵
在内陆地区增温造成冰川退缩导致雪线上升,在南极冰川逐步融化、冰架面临坍塌, 而北极冰帽正在持续消融中, 漂浮在北冰洋上的成年厚冰块不断融化, 这些因素再加上海水受热膨胀将会使海平面上升。海平面上升会带来一系列问题。例如沿海地区洪水泛滥及严重破坏、侵蚀海岸线、海水入侵内河、沿海湿地及岛屿洪水泛滥, 一些地势较低沿海城市及村落可能面临淹没的危险。海水入侵还会使灌溉地下水水质变咸, 土壤盐渍化, 灌溉机井报废, 农田减产。
三、农业对气候变化的敏感性与脆弱性分析 11农业对气候变化的敏感性分析
敏感性是指某个系统受到与气候有关的刺激因素影响的程度。所谓刺激因素是指气候变化因素, 包括平均气候状况、气候变率和极端事件的频率与强度[5] , 这些影响可能是直接的影响, 也可能是间接的影响。
气候变化将使我国农作物种植制度及农业生产的布局发生较大变化。气候变暖将使我国长江以北地区, 尤其是中纬度和高原地区农作物生长季开始的日期提早、终止的日期延后, 潜在的生长季延长;还将使多熟种植的北界向北推移[3]。麦、稻两熟区、双季稻种植区和一年三熟制的水稻产区,在水分条件满足的情况下, 种植北界均可向北推移。如果年平均气温上升2度, 大部分两熟制地区将会被不同组合的三熟制取代, 三熟制的北界将北移500km 之多, 三熟制面积可能扩大115倍, 从长江流域移至黄河流域。而两熟制地区将北移至目前一熟制地区的中部, 一熟制地区的南界将北移250~ 500km, 一熟制地区的面积将减少23% [4]。这些敏感区域将会面临种植制度、产业结构和作物品种的重大改变。
(1)农作物对温度变化的敏感性
一些作物的生长发育对温度很敏感, 每一种作物都有适合生长的温度区间, 温度过低或过高都不利于作物的生长。平均温度上升会导致生育期缩短与早熟, 有效分蘖减少, 穗重下降、产量降低。以水稻为例, 平均气温每升高1度, 生育期日数平均缩短7~ 8天, 在温度为24~ 27度的南部地区, 平均气温每升高1度, 生育期缩短14~ 15天;在温度低于24度的北部和高原部地区, 生育期缩短4~10天。在当前的品种条件下, 生育期缩短使有效分蘖减少, 导致总干重
和穗重下降、产量降低, 双季稻早稻平均减产约为16% ~ 17% 左右, 晚稻平均减产约为14% ~ 15%。对冬小麦来说, 平均气温每升高1度, 目前品种的冬小麦生育日数平均缩短17天左右, 减产幅度大约为10% ~ 12%。对玉米来说, 平均气温每升高1度, 生育期缩短7天左右,产量平均下降5% ~ 6%。[4]根据谢云(1999)论文中提出的喜温作物的温度影响函数[ 12] , 笔者绘制出喜温作物对温度的敏感性折线图, 从图1中可以发现这样一些敏感临界点, 第1个敏感临界点a 为6度, 当温度低于6度时, 喜温作物停止生长, 温度在6~ 21度之间时, 作物生长开始生长发育但生长速度缓慢;第2个敏感临界点b为21度, 温度在21~ 28度之间时, 作物生长速度明显加快;第3个敏感临界点c为28度, 28~ 32度之间温度最适合喜温作物的生长;第4个敏感临界点d为32度, 当温度超过32度时, 随着温度的上升, 作物生长明显受到影响;第5个敏感临界点e为44度, 当温度超过44度时, 喜温作物停止生长。
(2)农作物对降水变化的敏感性
农作物对降水存在类似倒U 型曲线的敏感性关系。当降水严重不足时, 农作物对水分的需求得不到满足, 会出现干旱症状, 从而影响作物的正常生长;当降水量增加到一定范围内, 加上温度及光照的配合, 作物得以茁壮成长;当出现连续大雨、降水量超过一定范围时, 又会对作
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物产生不利的影响。在开花期出现阴雨会影响作物授粉, 造成落花落果;长期阴雨还会诱发病害;降水量过多会造成农田渍害, 严重时作物会被淹死。
农作物各生育阶段对水分的需求是不同的, 对水分的敏感性也不一样, 也就是说敏感临界点和敏感性曲线的峰度都会发生变动。作物对水分最敏感时期, 即水分过多或缺乏对产量影响最显著的时期, 称为作物水分临界期。以冬小麦为例, 拔节到抽穗阶段为冬小麦的需水临界期, 在拔节)抽穗阶段, 小麦进入旺盛生长时期, 耗水量急剧增加, 其中挑旗期是小麦一生对水分要求最敏感的时期, 这段时间为一个月左右, 日耗水为4213立方米/公顷,耗水量约占全生育期的26%, 而在抽穗)成熟阶段, 日耗水量激增, 达到4518立方米/公顷, 耗水量约占全生育期的38%以上。招行信用卡申请进度
(3)昆虫对温度变化的敏感性
气候变暖会使农业虫害的分布区发生变化, 气温升高后, 某些虫害的分布区可能扩大, 从而影响农作物生长。昆虫的生长发育有一个适宜温区, 即存在一定的温度范围, 在温带地区适宜温区一般为8~ 40度。温带地区的许多昆虫对温度的第1个敏感临界点为-10度, 如果冬季温度低于-10度以下, 昆虫长期处于冷昏迷状态, 会引起死亡。第2个敏感临界点为8度, 8 ~ 1
5度是昆虫的发育起点温度, 昆虫在发育起点温度以下的一定温度范围内(B 的抗性;耐盐碱的农作物新品种, 即使在海平面升高, 沿海滩涂盐碱加重时也不影响对滩涂盐碱地的开发利用;其次是改善农作物的生理特性: 包括选育高光合效能和低呼吸消耗的品种, 即使在生育期缩短的情况下也能取得高产优质;对光周期不敏感品种, 即使在种植界限北移时也不因日照条件的变化而影响产量。
2.加强农业水利基础设施建设
我国农田水利基础设施建设工程始建于50年代;大部分工程是因陋就简、因地制宜、就地取材、利用沟、塘、坡地兴建起来的, 工程起点低, 很多工程已基本接近其使用寿命。干渠、支渠的衬砌比重小, 而斗、毛、农渠的渗透系数很大, 涵管、渡槽、闸等建筑物破损失修也十分严重, 造成了渠系水利用系数很低, 暴雨期间蓄水集雨能力不足。因此需要加强农业基础设施建设, 完善灌溉体系, 提高抗旱排涝的能力, 尤其是要加强渠系固化防渗、浅层地下水开发和配套工程建设, 优化灌渠的输水功能,减少输水渠道漏水、渗水, 提高水资源利用率。
3.大力发展节水农业种植技术
气候变暖和干旱将使水分成为困扰农业发展的重要因素, 应大力发展节水农业。改善灌溉系统和灌溉技术, 推行畦灌、喷灌、滴灌和管道灌, 加强用水管理, 实行科学灌溉;改进抗旱措施, 开发节水高效种植模式和配套节水栽培技术。推广农业化学抗旱技术, 如利用保水剂作种子包衣和幼苗根部涂层、在播种和移栽后对土壤喷洒土壤结构改良剂、用抗旱剂和抑制蒸发剂喷湿植物和水面以减少蒸腾和蒸发、开发活性促根剂促根抗旱;推广地膜或秸秆覆盖技术与节水农业发展模式来抑制蒸发。
4.加强农业灾害性天气的预警与响应能力建设
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气候变化导致农业气象灾害出现一些新的变化, 总的趋势是极端天气气候事件发生频繁、灾害强度更大。因此必须加强气候灾害预警与响应能力建设, 完善气象综合监测体系, 建设农村气象监测网, 加强暴雨、台风、强对流、干旱、大雾等灾害性天气监测预警平台建设和应急服务系统建设, 把气象技术、遥感技术和计算机通信技术等先进技术相结合, 建立国家级和省级的农业生产气象保障系统。加强对低温严寒、强对流天气、暴雪、干旱、洪涝等农业灾害性天气中长期预测预报、预警能力,另一方面要加强人工影响天气的能力和应急反应能力建设, 特别对突发的洪灾、季节性干旱及台风,以便农业生产者提前做好防范工作, 采取必要的措施来防灾减灾, 以最大限度减少极端气象事件对农业的影响。

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