气候变化对农业和农业生态的影响及对策
气候变化已经成为全球公认的环境问题,全球气候变化及其对经济和社会发展的影响是当前人类面临的重要挑战,特别是近10多年世界范围的气候异常给许多国家的粮食生产、水资源和能源带来了严重的影响,而成为关系到人类生存的热门话题,全球各界已经对气候变化及其影响进行了广泛研究。能否准确预报气候的异常变化以及定量评估这些变化带来的影响及采取相应对策已成为当前迫切需要解决的重大问题。
一、气候变化对农业和农业生态的影响
1、温度和降水的变化会影响农业的地域分布。
温度和降水的变化带来的土壤含水量变化、作物生长季起始时间和长度变化会影响各地农作物的生长和种类。研究表明:如果全球平均气温增加1～3℃,粮食生产潜力可能会增加;若超过这一升温范围,粮食生产潜力则可能下降。在中高纬度地区,1～3℃的增温可以延长作物生长季,利于向更高纬度扩展作物种植面积,会使某些农作物的产量有所增加,因此1～3℃范围的气候变暖会有利于这些地区的农业生产;但若升温幅度超过些范围,产量也会降低。在低纬度地区,气候变暖将不利于这部分地区的农业生产,特别是对那些温度已经达到或临近作物最适生长温度的地区。此外,降水和温度的变化,也会影响到各个地区的灌溉用水需求,从而间接地影响农业生产。
2、气候变化对农业种植制度和生产的影响
气候变暖影响气候资源的时空分布,从而改变了原有的单一气候因素或综合气候条件与现存种植制度的相互关系。而且,未来由于各地气候变化的差异,水热时空分布的不均匀性也将直接影响各个地区的土壤含水量和灌溉用水的需求,从而间接地影响农业生产。温度升高不仅直接影响地域作物种类而且会引起生育期起始时间和长度的变化,从而影响各地农作物的种植制度和管理的安排。研究表明,中高纬度地区,温度升高可以延长作物生长季、减少作物冷害,使作物向更高纬度扩展,农业种植面积扩大。全球变暖将使作物带向极地移动,年平均温度每增加1℃,北半球中纬度的作物带将在水平方向北移150～200km,垂直方向上移150～200m。在我国东北地区,20世纪90年代以来气候增暖明显,水稻种植面积得以北扩,以前是水稻禁区的伊春、黑河如今也可种植水稻,2000年黑龙江省水稻种植面积是1980年的7倍。同时,黑龙江全省玉米主产区发生南移,麦豆产区北移,而喜凉作物如亚麻、甜菜种植面积自20世纪90年代后有所下降。(气候变化国家评估报告编写委员会2007) 。
3、极端天气、气候事件与灾害天气对粮食产量和农业经济的影响
随着中国经济的快速发展和全球气候变暖的加剧,气象灾害造成的经济损失将会越来越大。抵御气象灾害、调整农业结构、适应气候变化已成为中国社会发展必须面对的重大问题。
近50年来,中国平均最低气温显著升高,气温日差显著变小,尤以北方冬季最为突出,同时寒潮频率趋于降低,低温日数趋于减少,东北地区夏季低温冷害现象呈明显减少趋势。2003年夏季,中国华南和江南等地区性出现了长时间的高温热浪天气,使得江南许多地方出现了1971年以来最严重的伏旱,持续高温使得大范围农作物受旱,森林火灾频繁发生。大气温室气体增加不仅会使地面温度上升,还使地表蒸发加剧,干旱更易发生,降水量也将增加,洪涝灾害容易发生。长江、淮河流域从20世纪70年代起降水量明显增多,洪涝加剧;而黄河流域从1965年起连续干旱,而且不断加剧。华北、西北的部分地区降水偏少达50﹪～70﹪,北方大部分地区夏季持续少雨高温,夏旱最为严重。
二、农业部门适应气候变化的政策和措施
1、继续加强农业基础设施建设,不断提高农业对气候变化的应变能力的抗灾减灾水平。加强农田基本建设,建设高产稳产农田;开发节水灌溉技术,发展节水农业,推广旱地农业技术,蓄水保墒,培肥地力。要切实落实国家生态建设规划,加大力度治理水土流失,恢复和改良退化的天然草地,治理荒漠化土地,治理沙化、碱化、退化草地;开发节水和工程节水并重,将作物水分利用效率由现在的0.5kg/㎡提高到1.0 kg/㎡,将灌溉水的利用效率由现在的45﹪提高到60﹪～70﹪。
2、高速农业结构和种植制度,适应气候变暖。优化农业区域布局,促进优势农产品向优势产区集中,形成优势农产品产业带,提高农业生产能力;扩大经济作物和饮料作物的种植,促进种植业结构向粮食作物-饲料作物-经济作物三元结构的转变;调整种植制度,发展多熟制,提高复种指数。强化优势农产品的规模给种植带,突出高产、稳产;要充分利用未来20～30年内气候变化对中国东北地区粮食生产的有利条件,科学地调整种植结构和布局,大力发展粮食生产。
3、选育抗逆品种,采用稳产增产技术。培育产量潜力高、品质优良、综合抗性突出和适应性广的优良动植物新品种;改进作物和品种布局,有计划地培育和选用抗旱、抗涝、抗高温和抗低温等的抗逆品种;采用防灾抗灾、稳产增产的技术措施,预防可能加重的农业病虫害。开发农作物高光效育种、抗高温育种技术,选育抗逆品种,不但可以抵消气候变化引起的不利影响,还可以充分利用未来高CO2肥效作用,使粮食获得增产,保证国家的粮食安全。采用稳产增产技术,即针对未来气候变化对农业的可能影响,重新分配未来光、温、水资源,建立减少和抵抗农业气象灾害的新格局,预防可能加重的农业病虫草害。
4、加强新技术的研究和开发,提高农业适应能力。通过发展包括生物技术在内的新技术,力求在光合作用、生物固氮、生物技术、抗御逆境、设施农业和精准农业等方面的技术研究和开发中取得重大进展和突破,以强化人类适应气候变化及其对农业影响的能力;加强农业技术推广,提高农业应用新技术的能力;调整管理措施,降低农业生产成本,提高土地利用率。