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氣候變化對農業的影響范文1
中圖分類號S162.5+3文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2011)11-0302-01
全球氣候變化主要表現在二氧化碳濃度的升高以及溫室效應引起的全球氣候變暖,這對農業產生階段影響。無論是從微觀作物生理研究,還是從宏觀糧食產量方面,國內外的學者都進行了大量的研究。研究對象主要是糧食作物(水稻、小麥、玉米)以及經濟作物;研究區域覆蓋了主要的農作物生產基地;研究內容包括農業氣候的脆弱性研究、糧食安全、糧食產量等?,F對全球氣候變化背景下農業氣候變化對糧食產生影響的研究進展以及研究成果進行綜述。
1氣候變化對農作物的影響
氣候變化對農作物的影響因區域不同而有所不同。在二氧化碳倍增的情況下,我國北部地區降水增加的可能性比較大,而西北地區并沒有因溫度升高而變干燥,這有利于西北糧食產量的增加[1]。而周文魁[2]的研究結果表明,在未來二氧化碳倍增條件下,我國主要的花生種植區均表現為不同程度的減產。長江中下游地區在綜合考慮氣候變化和二氧化碳濃度增加條件下,農作物單季稻、冬小麥、大豆產量等增加,而雙季稻區水稻的減產幅度雖有所緩和,但減產趨勢不變[3]。陳超等[4]在研究黃淮海平原冬小麥的生產時指出:在二氧化碳倍增的情況下,氣候變率的增大會降低小麥的穩產性。未來全國玉米主產區的雨養和灌溉玉米的穩產風險及低產出現的概率將會增大,總產量的年際波動更劇烈[5]。
未來我國農業的可持續發展,由于氣候變化,將主要面臨以下問題:一是農業生產布局和結構的變動。全球氣候變暖一方面將使我國主要作物品種的布局發生變化;另一方面將較大地改變我國作物種植制度。二是增加農業生產的不穩定性,作物產量產生大的波動。在我國一些地區,作物生產和產量受到氣候變化的正效應影響,而在另一些地區主要是極端氣候事件頻率的變化對產量產生的負效應的影響。三是改變農業的生產條件,增加農業成本和投資。氣候變化將導致施肥量改變,人們需增加農藥和除草劑的施用量。
2氣候變化對糧食安全的影響
氣候變化導致病蟲害危害加劇、糧食產量的不穩定以及質量的降低,從而嚴重影響糧食安全。有學者利用模型對我國地面溫度和降水率在二氧化碳濃度增加1倍時的變化情況進行了模擬[5],其結果表明:一是西北地區夏季增溫最明顯,為3~5 ℃,華東、華中、華南與西南地區增溫較小,為2~3 ℃;二是東北地區冬季變暖最明顯,為4~6 ℃,西南和華南地區增溫較小,為2~4 ℃;三是我國中部和北部地區夏季土壤溫度增高;四是華北地區冬季降水有可能減少,東北地區夏季降水可能增加。氣候變化導致溫度帶北移,我國東北多年凍土將退至北緯52°以北,將會引起土壤、植被、植物品種分布等的變化和演替,華中及西北干旱區、東南沿海的泥炭地、沼澤會萎縮,西部大部分多年高原島狀凍土將會融化,其他地區沼澤地則會有所發展。由于氣候變暖,導致土壤水分蒸發量增加和土壤水分減少,土壤水分減幅達214%~219%。在中緯度地區,由于溫度高,蒸發量大,雖然雨量有所增加,但雨季也提前,積雪提前融化,造成夏季干旱加劇。我國北方沙漠化趨勢會進一步增加,干旱和半干旱情況將更為嚴重。在二氧化碳倍增的背景下,氣候變化不僅進一步加劇我國北方干旱沙漠化,而且預計會導致熱帶風暴的頻率和強度有所增加,8月海水溫度升高,增加了洪澇等極端天氣事件的發生[6]。因此,糧食生產的不穩定性在增加。氣候變暖與病蟲害發生有密切關系,暖冬有利于病蟲安全越冬,這使翌年病蟲危害提前發生;熱量增加促使病蟲繁殖加快,危害期延長。溫度升高使作物的生育期縮短,有機物的積累減少,從而使農作物的質量下降[7]。
3氣候變化對農業影響的研究
3.1農業氣候變化脆弱性研究
脆弱性研究一般是通過尋找特定的研究群體或單元(無耕地的農民、農業等),識別研究單元承受多種脅迫造成的負面結果的風險程度,以確定一系列減緩或適應脅迫的措施。農業氣候變化脆弱性評估方法主要是定量評估方法,可以歸納為3類,即模型模擬研究、設定指標評價研究和統計函數分析。模型模擬研究是進行農業氣候變化脆弱性最常用的方法之一,特別是在定量研究中,主要以作物產量作為最終衡量標準來確定農業系統的氣候變化脆弱性程度。主要有計量經濟模型、復合模型模擬、綜合模型。設定指標評價研究是一種利用指示農業系統狀況及其敏感性、適應能力等方面的指標來衡量脆弱性的方法[8]。
農業氣候脆弱性研究的主要方法[9],根據評價單元和目標的差異、數據的可利用性以及社會經濟情景差異進行研究。脆弱性的研究方法主要包括以下幾種:一是實地調查法,當可用資料缺乏時,直接咨詢和田間調查相結合的方法是評價農業氣候變化脆弱性的最好方法。二是產量分析法。這是一種最直接的方法。三是相似分析法。該方法可分為2種,即空間相似法和時間相似法。前者用來在未來氣候變化條件下,預測哪些地區的氣候特征與目前某些地區的氣候特征相似,從而預先采取一定的適應措施;后者主要是采用(下轉第304頁)
(上接第302頁)
模型進行相似模擬,其得到的數據可以彌補時間序列數據的不足。
3.2氣候變化對農業影響的研究
目前,全球氣候變化針對農業方面的研究主要集在模型模擬影響和觀測試驗等2個方面。模型模擬可以分為動態數值模擬(農業評價模式相嵌套和氣候模式)和統計分析(建立回歸模型)。氣候變化對農業影響的模擬研究方面,經常需要同時分析處理多種因子變量和相應的數據來研究氣候變化影響作物生長和產量的復雜性,研究氣候變化對作物影響模擬的主要方法有2種,即動態數值模擬方法和經驗統計分析,這些方法均得以逐步發展。在觀測試驗方面,研究大氣成分變化對農作物形態結構、生理生態及化學組成等方面的影響,其又可分為2種方法,即溫室或人工氣候室試驗和田間試驗。氣候變化對農業影響的觀測試驗研究方面,國外開展的研究多采用環境控制試驗和田間試驗2種方法[10],其中環境控制試驗通過人為控制二氧化碳濃度來研究其對作物的影響,一般在野外設立封閉或頂部開放溫室中進行。
4結語
國內外在全球變化對糧食的影響研究方面都做了很多研究工作,目的在于研究其對生態系統影響及其響應,并尋找策略,以最大限度地減少氣候變化帶來的不利影響,從而保證糧食安全;通過預測未來氣候可能變化,評估氣候變化對農業生態系統的影響,以減少氣候變化對農業和糧食造成的影響。這是一項任重而道遠的工作,需要不斷地努力。
5參考文獻
[1] 韓永翔,董安祥,王衛東.氣候變暖對中國西北主要農作物的影響[J].干旱地區農業研究,2004(10):39-42.
[2] 周文魁.氣候變暖背景下長三角地區農業應對策略研究[J].江南論壇,2009(6):15-17.
[3] 石春林,金之慶,葛道闊.氣候變化對長江中下游平原糧食生產的階段性影響和適應性對策[J].江蘇農業學報,2001(17):1-6.
[4] 陳超,金之慶,鄭有飛,等.CO2倍增時氣候及其變率變化對黃淮海平原冬小麥生產的影響[J].江蘇農業學報,2004(4):7-12.
[5] 熊偉,楊婕,林而達,等.未來不同氣候變化情況下我國玉米產量的初步預測[J].地球科學進展,2008(10):1092-1101.
[6] 王諍,鄭一萍.全球變化對中國糧食安全的影響分析[J].地理研究,2001(7):282-288.
[7] 劉明春,蔣菊芳,魏育國,等.氣候變暖對甘肅省武威市主要病蟲害發生趨勢的影響[J].安徽農業科學,2009(20):9522-9525,9531.
[8] 唐為安,馬世銘.全球氣候變化背景下農業脆弱性評估方法研究進展[J].安徽農業科學,2010,38(25):13847-13849,13941.
氣候變化對農業的影響范文2
【關鍵詞】溫度 降水 農業生產 影響 對策
一、引言
受全球氣候變暖趨勢影響,我國農業生產出現大幅度的波動,導致農業生產不穩定性增加。隨著氣候的變化,影響農業生產的農業氣象災害、水資源匱乏、作物病蟲害等都有了不同程度的發展。本文利用近57年氣候資料分析了南陽市氣候變化特征及其對當地農業生產帶來的影響,應及早采取措施以適應氣候變化下的農業生產活動,旨在為農業生產防災減災、趨利避害提供科學依據。
二、南陽氣候變化特征
1.溫度變化
1.1溫度年代際變化
南陽市20世紀50年代后7年、60年代、70年代、80年代、90年代年平均氣溫分別為14.8℃、14.9℃、14.8℃、14.6℃、15.0℃;其中50年代后7年和60年代各年際年極端最高氣溫均在37.0℃以上,70年代和80年代年極端最高氣溫在37.0℃以上的年數分別為6年、4年,90年代僅有3年出現37.0℃以上的年極端最高氣溫。
1.2 溫度季變化
20世紀50年代后7年至80年代,春季季平均氣溫均為14.8℃,90年代后春季平均氣溫升至14.9℃;夏季平均氣溫50年代后7年為26.6℃,60年代為27.0℃,70-80年代有所下降,80年代降至最低值,為25.7℃,90年代較80年代開始回升,為26.1℃;以50年代為最高,60-80年代處于下降期,90年代回升;冬季平均氣溫50年代后7年為2.0℃,60年代上升至2.4℃,70-80年代達到2.6℃,90年代升至3.3℃。
由此可見,南陽市近45年溫度變化呈上升趨勢,其中溫度季變化為:春季氣溫穩定,升高幅度較小,基本保持不變;夏、秋季氣溫先下降后又出現回升,回升較明顯;冬季氣溫持續上升,且上升趨勢非常明顯。南陽市溫度主要體現表現為冬季溫度的上升。
2.降水量變化
2.1降水量年代際、年際變化
1953-2009年中,20世紀50-90年代各年代平均降水量呈下降趨勢變化,70年代為最小值,70年代后降水量增加趨勢;其中50-60年代各年代平均降水量多于多年平均值,70-80年代基本持平,90年代少于平均值,21世紀前10年又表現為上升趨勢。
近57年中,南陽市年降水量1953-1961年年降水量波動較小且呈下降趨勢;1961-1966年年降水量波動較大,其中1963年年降水量是歷年降水量的第二大值;1967-1999年除1989、1996年降水量大于1000mm外,其余年份變化平緩,基本趨于歷年平均值;21世紀前10年降水量變化平穩,在2000年時降水量達到歷年最大值,為1356.3mm。
2.2降水量季變化
近57年中,與歷年春季平均降水量相比,南陽市春季降水量顯著偏多和偏少的年份各有5年,各占10.2%,較偏多的年份有3年,占6.0%,其余44年接近歷年平均值;與歷年夏季平均降水量相比,降水顯著偏多的年份占15.8%、偏少的年份占3.5%,較偏多的年份占22.8%,有21年接近歷年均值,其中1953、1964、1999、2000年波動較大;與歷年秋季平均降水量相比,1968~1982、1984~1995、2004~2009年降水波動幅度較小,其他年份變化較大,最大值與最小值可相差200~300mm;與歷年冬季平均降水量43.0mm相比,1954、1979、1983、1989、1990、1999、2001年冬季降水量變化較大,其他年份波動較小,約61.4%的年份降水為20~50mm。
由以上分析可知,南陽市降水量年代際、變化呈波動下降趨勢,而年際下降變化趨勢則不明顯;降水量季變化均趨于下降趨勢,其中夏季降水量偏多、偏少年份集中,易出現旱澇災害。
二、氣候變化對南陽農業生產的影響
1.有利影響
隨著南陽市冬季溫度上升、夏季溫度降低的溫度變化趨勢,使農作物遭受凍害和熱害的機率減?。粴夂蜃兣?,農作物生長期有效積溫增多,早霜凍日推遲、晚霜凍日提前,使農作物播種期提早,延長了作物生長期,有利于產量的形成和穩定,還可提高農作物復種指數,并擴大作物種植界限。
2.不利影響
南陽市年降水量總體的減少,加劇了水資源的匱乏,波動幅度的加大使降水量在季節分配不均致使旱澇等災害發生頻繁,是影響農作物高產穩產的不利因素。
暖冬為越冬蟲害及其蟲卵提供了優越的溫床,易造成來年大面積農作物病蟲害的發生、發展;氣候變暖還將導致土壤肥料分解和流失加速,農作物種植必須依靠增加肥料來滿足生長需要,這些現象的加劇致使化肥、農藥、除草劑用量加大,加大了農業成本投資,同時又增加了農作物化學制劑污染機會,給農業安全生產帶來隱患,降低農作物綠色無公害品質。
三、適應氣候變化的對策
1.加強災害性天氣預測預報預警氣象工作,建立氣象災害防御機制,以應對南陽市氣溫升高、降水減少的氣候變化下農業氣象災害的頻繁加劇。
2.推廣氣象使用科技,提高農業氣象服務,引導農民充分利用氣候變暖后有效積溫的增加,科學引種,擴大作物種植界限,并合理安排農事,調節作物種植制度,提高復種指數。
3.加強病蟲害防治工作,根據氣象信息,對病蟲害進行預測預報,及時病蟲害防治信息,盡可能進行統防統治。積極實施改良土壤措施,增施有機肥、磷肥、鉀肥,以平衡土壤營養。
參考文獻:
[1]陳寶鳳,王宇翔. 南陽近45年氣候變化分析[J]. 河南氣象,1998年第3期
氣候變化對農業的影響范文3
1981―1990年全球平均氣溫比100年前上升了O.48攝氏度。導致全球變暖的主要原因是人類是在近一個世紀以來大量使用礦物原料(如煤、石油等),排放大量的C02等多種溫室氣體。由于這些溫室氣體對來自太陽輻射的可見光具有高度的透視性,而對地球反射出來的長波輻射具有高度的吸收性,也就是常說的“溫室效應”,導致全球氣候變暖。盡管在全球范圍內努力尋求控制措施,但短期內很難控制其增長勢頭。CO2濃度與氣溫的增高對農作物產量和品質都會產生深刻影響。
一、溫度升高對作物生產的影響
專家認為,溫度升高對作物生產來說是一把雙刃劍。溫度升高可延長全年生長期,對無限生長習性或多年生作物以及熱量條件不足的地區有利,而對生育期短的栽培作物來說又是不利的,因為溫度高使作物的發育速度加快,生育期縮短,單產下降。溫度升高,高溫熱害、伏旱將更加嚴重,目前對我國亞熱帶農業生產的影響已十分突出,暖溫帶也有程度不同的類似問題。高溫脅迫的熱害已經限制了作物生產,影響玉米、大豆、高梁、谷子等的種植和產量,水稻、棉花的生育也受到強烈抑制。溫度升高對不同的生長季節有不同的效果,其影響程度視作物種類、地區和種植水平而異。在溫室效應影響下高溫熱害加劇,將是影響我國農業生產的嚴重問題。另外,氣溫升高冬種面積將擴大,北方夏收和南方小春作物將增產。冬季氣溫升高對我國的農業意義更突出,對秋播和臨冬播種的作物生育有利,小麥、油菜等作物越冬率、分蘗或分枝增加,作物生長發育較充分,有利于產量形成。我國冬種面積約占可以冬種的耕地面積的40%,還有相當大的潛力。因此冬種面積將擴大,夏收和小春作物產量將會增長,這也是利用有利的冬季彌補不利的夏季的有效措施。
二、降水量的變化對作物生產的影響
關于全球變暖對全球備個地區年降水量的影響,應該這樣說,全球變暖打破了以往的降水的區域分布平衡狀況,使得有的地區年降水量較常年增加了,而有的地區年降水量較常年減少了,造成降水異常。糧食作物對水分的增多與減少反應不同。玉米表現為水分增加產量增加。小麥對降水量的反應表現出缺水和過多都影響產量。水稻的栽培是“以水定稻”,北方水分減少使水稻減產,降水量變化對南方晚稻生產影響極大。晚稻生育期增加水分,可以改善伏旱期的水分供應,減少產量的損失;降水量不增加或減少,由于溫度升高,生育期縮短,晚稻將嚴重減產。甘薯、高梁、谷子在氣候變暖、變干或變濕的過程中由于抗逆性較強,將起調節作用,可減少糧食產量的波動。溫度、水分變化對作物生產的影響還決定于水、熱匹配狀況,如氣候變暖與變濕相匹配且同季,農作物將增產;如氣候變暖、變千,水分不僅限制變暖的效果,而且會加劇不利影響,作物將減產;如氣候變暖而水分無變化,在冷涼濕潤地區作物將增產,在多熟種植的溫暖地區對有的作物生長季有利,有的作物生長季不利。
三、酸雨對農作物的影響
酸雨是指由空氣污染而造成的酸性降水,通常認為大氣降水與二氧化碳氣體平衡時的酸度ph5.6為降水天然酸度,當降水的ph值低于5.6時,降水即稱為酸雨。
降水為什么會變酸呢?這主要是空中云層吸收大氣污染物并在雨滴內不斷反應形成酸性物質的結果。酸雨中含有多種無機酸和有機酸,絕大部分是硫酸和硝酸,以硫酸為主。硫酸和硝酸是由人為排放的二氧化硫和氮氧化物轉化而成的。酸雨會傷害植物的枝葉,從而影響其發育生長,直接影響農作物產量。
我國目前酸雨污染面積占國土面積30%左右,并在一些地區以驚人的速度發展。造成我國酸雨形成的主要來源是以燃煤為主能源消耗過程中排放的大量二氧化硫污染物。因此,要治理酸雨污染,首先要控制二氧化硫排放總量。
四、氣候變化對病蟲害的影響
自工業革命以來,大氣中C02、CH4、和N02等溫室氣體的含量分別增加了約30%、14%~Ii5%,其結果是對氣候產生正的輻射強迫,導致氣候變暖。據估計,到2025年,大氣中的C02含量將增加1倍,在未來的100年中,全球平均氣溫可能升高1.0-3.5:C。據統計,我國常年病蟲害發生面積2100~2133億hm
,是耕地面2積的2倍多,每年因病蟲害造成的糧食減產幅度占同期糧食生產的 9%,氣候變暉后,因病蟲害造成的糧食減產幅度將進一步增加,應引起植保部門的足夠重視。研究發現氣候變暖對農業病蟲害的潛在影響有以下幾點:
(1)地理范圍分布擴大,氣候變暖使得分布在地區邊緣的昆蟲有可能向區外發展。有研究表明,目前受低溫限制的種,將來有可能在高緯度地區越冬,因而增加了有害生物向兩極擴散的機會。
(2)由于溫度升高,害蟲發育的起點時間有可能提前,一年中害蟲繁殖代數也因此而增加,在新的有利環境條件下,某些害蟲的蟲口將呈指數增加,造成農田多次受害的幾率增高。氣候變暖后,在18~27°N(粘蟲冬季繁殖氣候帶)、27~33°N(粘蟲越冬氣候帶)、33~36°N(粘蟲春季遷入氣候帶)及在36―39°N的冀東北、山東半島、北京等地,粘蟲發生世代均將在原來的基礎上增殖1~2代。(.3)氣候變暖,尤其是冬季溫度增高,有利于條銹菌越冬,使菌源基數增大,春季氣候條件適宜,將會促使小麥條銹病的發生、流行加重。在氣候條件適宜的年份,小麥條銹病將有“南下”發展的趨勢。若雙季稻種植區的東部向北擴展到35~36°N之間的地區時,將使早、晚稻孕穗末期至抽穗期容易處于溫度較低、雨水較多的時期,遇低溫的幾率加大。而低溫和寒露風對穗頸稻瘟病的流行十分有利,因此,雙季稻種植區北移后,易造成稻瘟病北上,有利于稻瘟病的發生和加重。
氣候變化對農業的影響范文4
[關鍵詞] 農業 氣象災害 氣候變化
[中圖分類號] S42 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650(2017)01-0294-01
氣候變化及產生的影響是多方面的,有正面與反面之分。盡管氣候變化促進我國部分地區農業的發展,但氣候變化,對糧食生產產生的負面影響是極大的。如,南方洪澇嚴重,北方干旱面積增加,局面地區洪澇、干旱加劇,因為氣候變暖的原因,加速了作物提前發育,抗寒性減弱,給農業生產帶來較大的不穩定性[1]。氣象災害導致氣候變化,必然影響農業生產。為此,分析農業氣象災害與氣候變化的關系很有必要,便于后續采取預防措施,減少氣候變化對農業生產的影響。
1 氣候變化總括
氣候變化越大,氣候狀態不穩定,產生氣候變化的因素是多方面的,主要是人類在各種經濟活動中的人為因素。氣候變化給人類帶來的影響多方面的,因為氣候變化原因,盡管促使部分地^糧食作物增產,而由于局部氣候惡化,嚴重影響了國內糧食生產。氣候變化主要對我國農業產生了負面影響,尤其是氣候變暖產生的旱災與澇災,導致農業產量降低,致使農業發展不穩定。分析氣候變化給農業氣象災害造成的影響,采取預防措施,減少因氣候變化原因對農業氣象災害產生的影響,現實意義巨大[2]。
2 農業氣象受氣候變化影響
2.1 農業氣象受澇漬影響
我國澇漬地區多發于東南與西北地區,澇漬范圍小。東南沿海地區受全球變暖及臺風的影響,是我國最嚴重的澇漬地區。澇漬因為季節不同,分為春季、夏季、秋季的澇漬,尤其夏季澇漬造成的危害是最大的。根據澇漬水分不同,分為洪水、澇害、漬害。洪水受大雨與暴雨影響,導致河水泛濫,毀壞農田與村舍等;澇害集中降雨,致使農田積水,損害農作物,很大程度上影響旱地農作物;漬害由于長時間雨水天氣,溫度低,陽光照射少,低洼地區長期排水不良,導致土地水分飽和,土壤中水分與空氣不均衡,致使農作物產量降低。
2.2 農業氣象受干旱影響
干旱成為我國乃至世界面臨的重要問題。國內干旱地區多為西南云貴高原與黃淮海平原等,因為氣候影響因素,自上世紀開始,我國降水量北方少,南方多。如,黃河流域一直是比較嚴重的干旱地區。比方雨少,南方雨少,導致北方與南方出現干旱與洪澇。上世紀七十年代由于黃河斷流,很大程度上影響了農業生產與生態環境,從這些年比方干旱情況看,我國北方地區旱情加劇,擴大了旱情面積,華東北部地區與華北的干旱面積也在擴大,氣候變化下,北方旱情出現了加重趨勢。
2.3 農業氣象受風雹影響
風雹在我國氣象災害中分布分散且面積廣泛,強對氣流而產生的一種嚴峻的氣象災害,出現范圍小,強度大,伴隨狂風及降水等。我國多發風雹災害,氣象災害造成了沉重的經濟損失,極大影響了農業生產。因為風雹影響因素,上世紀六十年代開始,農業生產受風暴影響面積大。青海地區調整了種植結構,拓寬了種植面積,致使受災面積越來越大。09年江西因為風雹原因,導致農業受災面積增大,造成了沉重的經濟損失,受災面積6000多畝,造成7000多萬元的經濟損失,最嚴重的一次風雹發生于09年的安徽與河南34個縣,小麥倒伏面積300萬畝,其余農作物受災面積超過24000畝,造成16億的農業經濟損失。從上述可見,我國多發風雹,極大程度上危害了農業。
結束語:
我國地域廣闊,各地區氣候變化存有差異,對我國農業生產與發展造成不同影響。氣候變化下,多次出現農業氣象災害,帶來沉重的經濟損失,要求相關部門高度重視,構建科學的農業氣象災害預警系統,促進農業持續健康發展。
參考文獻
氣候變化對農業的影響范文5
1.氣候變化對農業生產的影響
1.1旱災對糧食生產的影響 近5年來,我國每年因自然災害造成的糧食損失達5000萬噸,為糧食總產的10%,其中,因旱災造成的損失約占全部災害損失的60%左右。如果不采取氣候變化適應對策,到2030年全國糧食綜合生產能力將下降5%~10%;到21世紀后半葉,水稻、小麥、玉米等主要作物的產量整體上下降13%~24%。
1.2災害性天氣頻發對農業生產的影響 氣候多變是一個常態。但是在人為因素的作用下,災害性天氣的發生頻率正在加快,強度正在增加。氣候變化增加了農業生產的不穩定性,使糧食產量波動加大。因此,在農業生產中,要把氣候的本身規律和人為因素影響使災害天氣變化加大規律的認識統一到對農業生產的決策中去,也就是要把減輕氣象災害造成的損失作為農業生產中一個很重要的方面考慮。
1.3氣候變暖對農業生產的影響 由于近幾年來冬季氣溫偏高,東北地區冬季凍土期縮短,凍土層變薄,有利于病蟲害的安全越冬,使越冬蟲源、菌源增加,起始發育時間提前,發育速度加快,周期縮短,繁殖力增強,病蟲害越冬界限向北擴展,為害范圍擴大,為害時間延長,程度加重。造成越冬病蟲卵死亡率降低,病蟲害大面積發生。
2.采取的對策
2.1玉米提前播期 玉米是喜溫作物,對土壤及外界條件的要求相對較高,在水分正常的情況下,日均氣溫穩定≥8℃時是玉米適宜播種期。由于氣候變化導致積溫增加,可減少中、早熟品種種植范圍,擴大玉米晚熟品種種植范圍,整體上使玉米播期提前。這不但能充分利用農業熱量資源,避免熱量浪費,同時也促進了玉米單位產量的提高。
2.2擴大水稻種植面積 隨著氣候變暖,在水稻產量形成期出現低溫天氣出現頻率減少,低溫冷害幾率低,水稻適宜生長期延長8 天左右,可擴大水稻種植面積,以提高產量。
2.3調整種植結構 針對未來氣候變化對農業的可能影響及未來光、溫、水資源匹配狀況和農業氣象災害的新變化,改進作物品種布局,采用防災抗災、穩產增產的技術措施及預防可能加重的農業病蟲害。在調整種植結構時要深刻了解作物生長發育、產量形成和氣象條件的關系,進而開展合理利用農業氣候資源,防御農業氣象災害的研究。
2.4選擇抗逆性品種 應加強氣候變化對農業生產影響的研究,加強對農業生產的投入,有計劃地培育和選育抗逆品種。近年來,農業生產在作物和品種布局上發生了較大的變化,但這種變化使自然災害“受體”改變,使災害風險,旱澇災害、凍害等發生后造成的損失加大,原因就是很多作物品種的高產性狀上去了,抗逆性下來了。東北地區玉米從中早熟發展到中晚熟,到晚熟,其受秋季低溫影響的風險逐步加大。因此,在選擇品種時,不能單一追求高產,還要注重提高作物單產、改善品質,還要考慮作物的抗逆性。
氣候變化對農業的影響范文6
1.1產業水平低,應對能力弱
我國農業經營中存在農戶小規模經營與大市場之間的矛盾,且農村專業合作經濟組織不健全和農業產業化水平低等問題,這些都嚴重制約了農業產業結構優化和農產品競爭力的提高。同時,我國農產品種類不夠豐富,低質農產品被大量生產和積壓,而優質農產品產能不足,不能滿足消費者對高質量農產品日益增長的需要,造成國外高附加值農產品的大量涌入,形成發展高產優質農產品的投入不足,發展空間越來越小,應對市場和氣象災害風險的能力下降。
1.2教育程度低,應對水平差
近年來,我國農村人口受教育的程度比以前大大提高,但與發展高產優質農產品,應對氣候變化風險等時展的新需求尚有距離。日本農業人口平均受教育程度為11.7年,我國只有6.54年。在西歐,如:德國農業勞動力中有54%接受過至少3年的專業技術培訓,而我國幾乎是空白,所以,很多農業生產者不具備應對氣候變化的基本常識。
1.3人均土地少,應對栽培難
我國人均占有耕地量少,隨著人口增加,人均耕地越來越少,農田復種指數高,大區域改變種植方式和種植結構較為困難,因此通過改變種植模式應對氣候變化的難度較大,由此造成農作物栽培易受氣候變化影響。
1.4氣象災害多,應對成本高
在全球氣候變化的背景下,我國氣溫不斷升高,極端天氣氣候事件有不斷增多的趨勢,使農業生態環境進一步惡化,使農業生產與農業生態資源之間的矛盾更加突出,如:土地荒漠化危害范圍加大,土壤肥力下降,農業灌溉的需水量增加等,從而增加了農業生產應對氣候變化的成本。
1.5成果應用慢,應對科技少
目前,我國農業整體科研水平與發達國家相比尚有距離,加之農業科技成果推廣應用的政策、資金、人員等與農業科技進步不同步,造成農業科研成果轉化為現實生產力的能力弱,制約了通過農業科技應對氣候變化的能力。
1.6政策不健全,應對困難多
氣候變化問題已經引起各國政府的高度重視,我國政府更是從長遠發展的角度,積極參與成因分析、應對機制建立,編制了中國應對氣候變化的國家方案,但有關具體行業的應對策略,國內外只有相關研究報告和建議,尚沒有完備的政策法規支持,給應對氣候變化工作增加了難度。
2氣候變化概況
氣候是指一個地方多年的天氣平均狀況,一個地方的氣候具有一定的特征,《聯合國氣候變化框架公約》(UNFCCC)第一款中,將“氣候變化(climatechange)”定義為:“經過相當一段時間的觀察,在自然氣候變化之外由人類活動直接或間接地改變全球大氣組成所導致的氣候改變?!眹鴥热缌謱W椿等一些氣象學者研究近40年我國氣候趨勢曾得出結論:我國平均氣溫以0.04℃•10a-1的傾向率上升,降水量以-12.66mm•10a-1的速度減少[5]。
2.1氣溫
《2010年全球氣候報告》指出全球變暖仍是世界氣候變化的主要趨勢。納利斯援引報告統計數據報道2001年至2010年是人類自1850年起使用儀器測量溫度以來最熱的10年。2010年的1月至10月,全球平均氣溫較往年同期升高了0.55℃以上(數據來自聯合國網站新聞中心),僅次于1998年和2005年。這種變暖趨勢將在全球范圍內廣泛蔓延,許多國家和地區都在2010年經歷了熱浪、洪水和旱災等自然災害,而未來由極端天氣引發的災害的發生頻率和強度將隨著全球氣溫的持續升高而不斷增加。
2.2降水
全球降水在中高緯度和熱帶地區增加,在副熱帶地區減少。全球平均氣溫增加很可能導致降水和大氣水分的變化,這是因為在全球變暖的條件下,水循環更為活躍,并且整個大氣容納水的能力增強。有科學家發現,降水具有百年尺度的增加趨勢[6]。
2.3農業氣象災害
我國氣象災害主要有:干旱、洪澇、連陰雨、夏季低溫、暴雨、臺風、寒潮、沙塵暴、高溫等。因氣象災害,我國每年農田受災面積達0.467億hm2以上,受災農作物占農作物面積20%~35%,造成糧食損失200億kg。
2.3.1干旱災害
從歷年統計數據可知,1978—2009年,我國深受旱災之害,年受災面積(1.3~2.0)×107hm2,嚴重年份可達4.0×107hm2,最終成災比例(成災面積/受災面積)達40%~60%。由于降水量顯著偏少,連續無有效降水時間長,致使黃淮、華北氣象干旱迅速發展。截至2011年2月4日,我國八省冬小麥受旱面積6.4×106hm2,占八省冬小麥種植面積的35.1%,占八省耕地面積的21.7%,受旱八省冬小麥面積和產量均占全國80%以上[7]。
2.3.2洪澇災害
我國是洪澇災害發生最頻繁的國家,自1970年以來一直呈波動上升的趨勢。近幾年來,所造成的農作物受害面積占氣候災害總面積的27%,年均受災作物9.0×106hm2[8]。
2.3.3臺風災害
據近15年統計,我國每年遭臺風危害的農作物面積達2.9×104hm2,在太平洋和南海、年均發生臺風約27個。
2.3.4高溫酷暑
近些年來,高溫干旱造成閩、贛、湘、浙四省的4.0×106hm2農作物受災,其中6.7×105hm2減產。
2.3.5寒潮、低溫冷凍害
東北三省1969年、1972年、1976年因低溫影響,糧食產量均在1.0×107t,1998年南方遭凍害,有1.0×106hm2作物受災,1999年華南及長江下游遭凍害,有2.6×106hm2作物受災[9]
3氣候變化對農業影響分析
3.1氣候變化對產量影響
中國國土大、生態類型多,農業極易受到氣候變化的不利影響。國際水稻研究所的試驗表明,最低溫度升高1℃,水稻的單產要下降10%。中國華北的試驗也表明:在夜間冠層增溫2.5℃,冬小麥生育期提前、生長期縮短,產量下降26.6%,所以說氣候變暖對農業的不利影響是客觀存在的[10]。另外,對過去30年的統計數據(源于中國統計年鑒)進行分析可以看出(表1),中國大部分地區,包括華北、西北、西南等地,溫度升高的年份糧食產量下降。此外,國家氣候變化專家委員會委員林而達在題為《積極應對氣候變化確保糧食安全》的文章中闡述:東北春旱對糧食產量的不利影響,在2030年氣候變化的情況下可能會加大40%左右??偟膩砜?,在未來30~50年,氣候變暖將導致我國農業生產面臨3個突出問題:糧食產量波動增大、農業布局和結構將發生變化、農業成本和投資將增加。崔靜等將氣候因素以中性的方式引入生產函數模型[11]來研究氣候變化對農作物產量的影響,假定這些因素不改變投入要素的價格,主要包括:氣溫、降水和光照,檢驗其對糧食作物產量的影響程度。
3.2對農作物生長生育的影響
研究表明:當年平均溫度增加1℃時,全國≥10℃積溫的持續日數平均可延長約15d[12]。氣候變暖對冬小麥生產影響較顯著,普遍表現為全生育期與越冬期縮短,返青期與成熟期提前[13-17],氣候變暖背景下中國的年平均氣溫上升、活動積溫增加,從而使得霜期縮短、作物的主要發育期提前、生育期縮短。
3.3氣候變化對農業種植制度的影響
我國農業以多熟種植為主。種植制度涉及氣候、土壤、地貌、人口、作物、水肥及社會經濟等多種因素,其中熱、水、光等氣候因素起著基本而重要的作用。用積溫為指標來衡量,氣候變暖將使現行的熟制線北移。目前的二熟制地區將北移到目前一熟區的中部,三熟制北界將從目前的長江流域移至黃河流域,復種面積擴大,糧食總產量將增加。氣候變化為我國多熟種植制度的增加提供了可能。但如果水分不增加甚至減少,溫度升高,也不能完全延長作物的生長期。我國作物的種植制度將可能發生變化。據國內學者的相關研究,一熟種植面積由當前的62.3%下降為39.2%,二熟種植面積由24.2%變為24.9%,三熟種植面積由當前的13.5%提高至35.9%(圖1)[18]。氣候變暖將使長江以北地區,特別是中緯度和高原地區的適宜生長季開始日期提早、終止日期延后,農業生產潛在的生長季有所延長。
3.4氣候變化對作物品質的影響
白莉萍等[19]認為CO2濃度的增高會導致作物的光合作用增強,而使根系吸收更多的礦物元素,這樣有利于提高作物產品的質量。例如水果中的糖、檸檬酸、比粘度等均有所提高。但是如果植株中含碳量增加,含氮量相對降低,蛋白質也會降低,糧食品質有可能下降,經濟系數也可能下降。因而為了補充莖葉消耗的土壤養分,必須施更多的肥料。同時,其他學者研究表明CO2濃度升高對品質的影響因作物品種而異[20]。如水稻籽粒直鏈淀粉含量(決定蒸煮品質的一個主要因素)會隨CO2濃度升高而增加,而其中對人體營養很重要的Fe和Zn元素則會下降。溫度和二氧化碳的濃度均增加的條件下水稻籽粒蛋白含量降低。
3.5氣候變化對農業生產成本的影響
在氣候變化的大背景下,異常氣候出現的概率將大大增加,尤其是極端天氣現象會越來越多,同時區域氣候災害、荒漠化、沙塵暴的加劇,必然會導致世界糧食生產的不穩定,從而提高農業成本。氣候變化尤其是氣溫升高后,土壤有機質的微生物分解將加快,化肥釋放周期縮短,在高CO2濃度下,雖然光合作用的增強能夠促進根生物量增加,在一定程度上補償了土壤有機質的減少,但土壤一旦受旱,根生物量的積累和分解都將受到限制[21]。這意味著需要施用更多的肥料以滿足作物的需要(圖2),而施肥量的增加不僅使農民投入增加,而且揮發、分解、淋溶流失的增加對土壤和環境也十分有害。氣候變暖后,農藥的施用量將增大。隨著氣候變暖,作物生長季延長,昆蟲在春、夏、秋三季繁衍的代數將增加,而冬溫較高也有利于幼蟲安全越冬,溫度高還為各種雜草的生長提供了優越的條件,因此,氣候變暖將會加劇病蟲害的流行和雜草蔓延[22]。另外,氣候變暖后各種病蟲出現的范圍也可能擴大并向高緯地區延伸,目前局限在熱帶的病原和寄生組織將會蔓延到亞熱帶甚至溫帶地區[23]。所有這些都意味著,氣候變暖后將不得不增加施用農藥和除草劑,而這將增大農業生產成本。此外,氣候變暖還影響了整個水循環過程,使蒸發相應加大,改變了降水分布格局和降水量,加劇了水資源的不穩定性和供需矛盾,使農業灌溉成本提高,進行土壤改良和水土保持的費用增大。據預測,未來氣候變化情景下幾大玉米種植區將會加大對肥水的投入[24]。
4農業應對氣候變化對策
積極應對氣候變化是全人類共同的課題,目前,主要從減緩和適應兩個方面入手。重點是加強應對氣候變化技術研究、制訂應對氣候變化的產業政策,讓全社會關注氣候變化,積極投身應對氣候變化事業。
4.1發展低碳農業
低碳農業[25]是低碳經濟在農業發展中的實現形式,低碳農業是為維護全球生態安全、改善全球氣候條件而在農業領域推廣節能減排技術、固碳技術、開發生物能源和可再生能源的農業,是以“低能耗、低排放、低污染”為特征,具備“農業生產、安全保障、氣候調節、生態涵養、農村金融”多元功能的新型農業。發展低碳農業,主要包括兩個主要方面:(1)技術層面。遵循低碳農業的節碳固碳機理,研發并推廣各種節碳固碳技術和模式。包括重建農業濕地系統、減少高碳能源及化肥應用、改良固碳型農業品種、推廣農業固碳技術、發展農業循環經濟。(2)發展機制。建立利益聯結機制,讓低碳農業成為農民獲益的重要途徑。包括國際碳匯交易機制,農民合作組織訂單機制,農民利益共享機制等。
4.2強化農田水利基礎
加強農田水利建設是提高農業綜合生產能力、加快現代農業建設的關鍵措施之一,是應對氣候干旱、促進農業增產和農民增收的根本舉措。以淮河流域的山東省為例,山東省從該省水資源嚴重缺乏的實際情況出發,大力加強小型農田水利建設,節約了水資源,增加了農業產出效益,實現了農業增產增效不增水,讓有限的水資源有力地支撐了現代農業的發展。截止到2010年,全省重點縣共整合各類資金18.26億元,集中投入到小型農田水利設施建設中,大大減少了農田灌溉用水,不僅節約了水資源,而且減少了農業生產對水資源的污染和農民的水費開支,增加了農業生產效益。2011年是“十二五”的開局之年,山東省正集中力量,繼續大力推進小型農田水利重點縣建設,努力提高水資源使用效率,不斷邁上節水農業的新臺階。
4.3提高農業防災減災水平
加強天氣氣候的監測預報預警,合理利用氣候資源,加強生態環境的保護和治理;加快農業高新技術和適用技術的推廣應用,提高農業氣候資源開發利用的有序性和效率,使單位土地面積的產出大幅度提高,根據我國不同區域地理與氣候條件的多樣性所產生的極其豐富的區域特色氣候資源,開發區域特色農業,節約資源與能源,實現農業的可持續發展。
4.4加快產業結構調整
我國農業已由追求溫保的產量型向追求效益的高產優質生態環保型轉變,由數量型農業向數質并舉、以質取勝方向發展。因此,調整農業結構的指導思想,抓住西部大開發和惠農政策的機遇,在繼續改善農業生產條件,穩定提高農業綜合生產能力的前提下,適應農業發展新階段的要求,面向國內、國際市場,依靠科技進步,著力改善農產品的品質和質量,突出區域優勢,大力發展高產優質高效農業,努力提高農業的綜合效益,不斷增加農民收入。
4.5制定配套政策
中國作為一個負責任的發展中國家,對氣候變化問題給予了高度重視,成立了國家氣候變化對策協調機構,并根據國家可持續發展戰略的要求,采取了一系列與應對氣候變化相關的政策和措施,積極應對氣候變化給農業帶來的影響。2009年以來,農業部出臺了《熱帶作物種質資源保護項目資金管理暫行辦法》、《熱帶作物病蟲害疫情監測與防治項目資金管理暫行辦法》、《植物新品種保護項目管理暫行辦法》、《農業轉基因生物安全項目管理暫行辦法》、《超級稻新品種選育與示范項目管理辦法》等文件,這些文件的出臺為農業應對氣候變化提供了政策支持。
4.6加強科技支撐
農業生產既是溫室氣體的排放源,又是溫室氣體的吸收匯。研究表明[1]大氣中70%的甲烷和90%的氧化氮來源于農業活動和土地利用方式的轉變,而在《京都協定書》中并沒有認同土壤固碳和農業土壤碳庫,據當前主要研究結論,農業甲烷主要來自水稻田和反芻動物消化排放,因此,強化這方面的減排技術研究,有利于農業減排?;氏跛徜@可在微熱情況下,產生氧化亞氮,氧化亞氮在大氣中的存留時間長,并可輸送到平流層,導致臭氧層損耗,因此充分利用生物肥料,減少化肥的使用量非常重要,要集成環境友好型農業技術創新,充分利用現有的生態資源,開發和引進先進的農作方式和養牧方式,積極發展低投入、低污染、低風險的農業,充分將固氮技術與生物防治技術相結合,進一步優化大農業匹配結構,特別是農業、畜牧業等產業結構,走低投入可持續農業發展之路。
5結論以及展望