气候变化对我国农业环境的影响及对策

可持续发展・ＳＵＳＴＡＩＮＡＢＬＥ　ＤＥＶＥＬＯＰ　气候变化对我国农业环境的影响及对策　田涛，陈秀峰　（陕西省农业环境保护监测站，陕西西安７１０００３）　摘要：全球气候变暖的速度在加快，气象规律将逐步改变，气候变化对我国农业的影响以负面为主。本文从大气、土　壤、水和生物等方面分析了气候变暖对农业环境的影响，并提出了一些我国农业适应气候变化的对策。　关键词：气候变化；农业环境；影响；对策　文章编号：１００５—４９４４（２０１０）０４—００２３—０３　美国世界资源研究所研究统计，从１８５０－－－２００５年　的１５５年间，全球共排放二氧化碳１１　２２２亿ｔ，人均１７３　首先是极端降水事件趋多、趋强。２０世纪９０年代，长江　及其以南地区年降水量和极端降水量比例趋于增大，　江淮流域暴雨洪涝事件发生频率增加，近期重庆、广　ｔ；大气中ＣＯ　浓度由工业革命前的２８０　ｍｇ・ｋｇ一上升　到１９９９年的３６７　ｍｇ・ｋｇ～，年均增加０．５６　ｍｇ・ｋｇ～。据　东、江西、湖南等遭遇罕见暴风雨；其次是高温、干旱　事件发生频率增加。近５０年，全国平均炎热日数呈现　先降后升的趋势，近２０年上升明显。白天温度极端偏　高的日数，除华北南部地区趋于减少外，北方大部分　地区趋于增多，西北一些地区增加趋势最为明显ｌ４＿５Ｊ。　１９５　１－－２０００年，我国华北和东北平原农业旱灾频率和　程度显著增加，一些地区连续５￣６年遭遇干旱。２００６　年的川渝两省发生夏季大旱，２００９年华北主要省区出　现冬春连旱，２０１０年西南地区遭遇的百年不遇的严重　加利福尼亚州夏威夷的莫纳罗亚山气象观测站观测，　１９５８年以来大气中ＣＯ　浓度年均增长１．３　ｍｇ・ｋｇ～；　２００１－－２００２年为２．０８　ｍｇ・ｋｇ～；２００２＿＿２００３为２．５４　ｍｇ。　ｋ　。全球地表温度近百年上升了０．６～０．８℃。地球表面　温度的升高必然导致大气气流、海洋洋流的运行速度　加快，进一步影响到全球气候的变化。　全球气候的变化主要表现在气温波动和降雨的　分布时间、空间和强度的变化，未来极端气象灾害发　生的范围、程度和频率将加大，近百年各地形成的气　象规律将逐步改变。全球气候的变化将引起自然灾害　加剧、生态系统退化、生物多样性锐减等，同时次生灾　害的领域也在不断扩大。全球气候变化的幅度随着人　干旱。２０世纪６０年代以来，黄淮海平原区的气候发生　了降水减少、气温升高的变化趋势，在１９９４年，位于　江汉平原腹地的荆州市遭受高温危害，２００３年，湖北　省武汉市受高温危害；第三，寒潮事件频率增加。　类消耗化石能源数量的增大而日益增大。气候变化已　经威胁着人类的生存，对农业环境中的土壤、水、大　气、生物等因素也将产生巨大的影响。　２００４－－２００５年冬天，经历了全球变暖后的第１个寒　冬，２００９年华北遭遇了６０年一遇的寒冬。２０１０年春　节后，东北、华北、江淮、江南、华南、西南、西北地区等　地大部地区气温偏低。　１我国气候变化事实　近１００年我国气温增幅为０．５～０．８℃，近５Ｏ年全　２未来气候对我国农业环境的影响　农业环境是农业生产的物质基础。大气、水、土壤和　生物等农业环境要素共同构成了一个农业环境综合　国平均气温升高以北方为主，其中东北北部、内蒙古　和西部盆地上升２℃以上。近１００年我国的降水量增　加不明显，近５０年长江中下游和东南地区年降水量　体系，它们相互作用、相互影响，共同影响着农业生产。　２．１对大气的影响　随着全球石化能源消耗总量的不断增加，排放的　增加６０～１３０　ｍｍ，西部地区的降水量也明显增加。华　北、西北东部和东北南部降水量有减少趋势　。　同时，极端天气气候事件发生的频率增多、增强。　热量和ＣＯ。量快速增加，必将造成全球温度的持续大　可持续发展・ＳＵＳＴＡＩＮＡＢＬＥ　ＤＥＶＥＬＯＰ　幅度上升，大气气流、海洋洋流的速度将加快。两极冰　川Ｉ对地球温度的波动具有平衡作用，升温导致两极冰　川的融化，虽然目前能够减缓增温的步伐，但是全球　速率增加，温度每升高１　ｏＣ，土壤中释放的速效氮的　量增加４％左右，释放期缩短３．６　ｄｌ７Ｊ，没有被植物吸收　利用的氨氮通过挥发、分解、地表径流、地下淋溶等途　径流失，容易引起水体的富营养化；土壤中有机、无机　物活性增强。土壤中的有机物质分解加快，如依靠土　壤细菌的残根、枯叶等分解将变得活跃，短期内通过　气候剧变的趋势不可避免，无冰川时期全球气温的增　幅将更大。未来我国的气温将继续上升，降水量也将　增加。与２０００年比较，２０２０年我国年平均气温将增加　１．３～２．１℃，２０５０年增加２．３～３３　ｏＣｌ　。ＣＯ２浓度由目前　自然分解过程为植物和微生物提供了过多的物质来　的３７０　ｍｇ・ｋｇ一，到２０５０年将倍Ｊ：￣１６１。预计到２０２０年，　我国年平均降水量将增加２％～３％，到２０５０年可能增　加５％一７％。在东北、华北、西北等高纬度地区的降水　将明显增加，北方、南方地区在降水的区域和时空分　布上也很不均衡［４１。适宜农作物生长的降雨频率发生　改变。气温升高导致更多的蒸发和降水，引起某些地　区严重的干旱和暴雨。低温、高温、干旱、涝灾等极端　气象灾害的强度、频率和范围呈扩大的趋势。　２．２对水的影响　降雨增多导致河流阶段性径流量增加，但是受人　口增长及经济发展引起的工业用水、生活用水和灌溉　用水加剧的影响，实际年径流量将降低。高山冰川萎　缩，以冰川补给为主的河川径流将逐渐减少。河水温　度的上升，促进河流里污染物沉积、废弃物分解，水体　的富营养化程度加重，河流的污染程度可能加重，使　水质下降。　降雨的增多为地下水的补给提供可能。经济发展　和人口生活的压力引起多数地区地下水超采，许多地　方出现地下漏斗区，甚至出现了部分地下含水层疏干　的区域。作为战略储备资源，地下水储备量必须保持　一定的安全水平，不能无节制开采。开采地下水，只能　是在极端旱期采取的一项应急措施。　２－３对土壤的影响　气温的上升可能导致北方草原区局部沙漠化加　剧，沙漠化的程度决定于降雨量，海平面的上升造成　沿海地区土壤的盐渍化和沼泽化，大片沿海低海拔地　区的土壤性状退化，水田面积减少，旱田和荒地面积　增加。由于蒸发加剧，降水蒸发差可能为负，北方地区　土壤有效水分将变少，加剧了干旱的发生范围与程　度。暴雨的频率增加，将直接导致北方干旱、半干旱地　区的水土流失和土壤侵蚀的加剧。土壤中氮素的矿化　２４农黢环浚写发震？　ｆ｝每瑟４鬻　源，引起粮食增产的可能。同时，也向大气中释放了二　氧化碳，这意味着将会有更多的二氧化碳从土壤释放　到大气中。土壤长期失去过多的碳将会损失土壤的肥　沃度，并使土壤更易受到侵蚀。由于植物生产量的增　加，土壤中养分的输出量增加，土壤的贫瘠化将呈加　重趋势。在气候变暖的条件下，需相应增加施肥总量　和施肥次数，减少每次施用量，提高肥效，减弱气候变　暖对肥效的不利影响。一些被土壤吸附的Ｐｂ、Ｃｒ、Ｈｇ　等重金属的形态可能由固定态转变为游离态被释放　出来；土壤背景值将发生一定的改变。　２．４对生物的影响　气候变暖使生物的生长发育加快，生命周期缩　短，没有足够时间使农作物形成饱满的粮食，致使产　量逐步减少。对我国水稻、小麦、玉米等主要作物的生　育周期有明显影响。气温每升高１　ｑＣ，水稻、小麦、玉　米的生育期分别平均缩短７～８　ｄ、１７　ｄ和７　ｄ左右。由　于生育期的缩短，农作物产量平均下降５％～１０％ｔ８￣。在　二氧化碳加倍的条件下，气候变化对中国作物产量有　较大影响，其中小麦、玉米和水稻最高产量变化幅度　在一２１％～５５％之间，大豆在一４４％～８０％之间，棉花在　１　３％～９３％之间，其变化幅度随不同的气候情形和地点　而不同　Ｊ。生物多样性是人类赖以生存和发展的基础，　保护生物多样性有利于维系物种、平衡自然、保护地　球家园。同时，生物资源是国家重要的战略资源，具有　宝贵的开发利用价值，对于加强农业、创新科技和促　进发展有十分重要的作用。气候变暖正在成为威胁生　物多样性的一个重要原因，并不是每一个物种都能成　功地适应气候变化，生物群落的边界将改变。农业重　要植物野生资源生境受到胁迫，部分物种如兰花、华　山新麦草、沙芦草、内蒙古大麦等濒危程度加剧。不同　地区的植物物种构成日益趋同，适应某地区特殊环境　可持续发展・ＳＵＳＴＡＩＮＡＢＬＥ　ＤＥＶＥＬＯＰ　的物种恐将被排挤。动植物物种地理分布朝两极和高　海拔地区迁移；树叶发芽、鸟类迁徙和产蛋等春季特　有现象提前出现，造成生态失衡。同时，通过气流、水　力。面对日益恶化的气候变化，必须提高农业生态系　统抵御自然灾害的能力。必须加强建设、改造农业排　灌工程设施，扩大灌溉、排水的面积，沿海地区利用灌　排设施，防止土壤盐碱化。　流途径带来的外来入侵生物的种类、数量可能增加。　目前分布较广的薇甘菊、黄顶菊等外来物种的扩散范　围扩大，薇甘菊的侵害范围可能扩大到长江以南地　区，黄顶菊的侵害范围可能向北、向西扩散。土壤中微　（４）加强农田生产管理，减轻不利气候因素对农　业的影响。大力发展节水农业；研究和推广灌溉、施　肥、病虫防治、耕作制度等新技术；有计划地培育和选　生物活动增强，气候变暖直接使病虫草鼠害的发生种　类、发生规律产生较大变化，并总体使生物灾害发生　更加频繁，危害更加严重，范围逐渐扩大。小麦的白粉　病、赤霉病，稻瘟病和玉米螟等病虫害将有大发生或　向高纬度地区延伸的可能。淡水水体的平均温度的升　高，直接影响整个淡水生态系统。水温升高会使水中　氧气溶解量下降，有机体的呼吸强度增强，导致水体　缺氧严重，对水生生物造成极大伤害。一般淡水动物　都是变温动物，它们的生长繁殖、种群结构和地理分　布、个体的早期发育等，都受到温度的制约。另外，一　些冷水鱼类，在其正常的性发育过程中需要较低的温　度，冬季温度的升高无疑会降低其繁殖率。　３应对农业环境变化的对策　气候变化对我国的农业环境产生深远的影响。现　有的农作物与农业环境的各因素之间的平衡将被迫　改变，增加了农业生产的不确定性，在一定程度上威　胁农业生产的安全。　（１）调整耕作制度。气候变暖有利于多熟制的发　展，现在的三熟制、两熟制的北界可能向北推移，各地　应结合当地具体的气象条件，选择合适的种植制度。　针对普遍多发的极端气象灾害，为了降低农业减产的　风险，制订具体可行的农业生产应急预案突显必要。　扩大以菜代粮的经济作物，如马铃薯、红薯等高产经　济作物的种植面积，减缓人们Ｅｔ常生活对粮食供给的　需求压力。加大国家粮食储备量将非常重要。　（２）提高土壤中的有机物质含量，改善土壤环境。　土壤中的有机物质可以为土壤保持水分、养分，并可　以防止土壤被侵蚀。保证和提高土壤有机物质的含　量，是提高粮食产量的重要前提，也是减少农田碳排　放与农业面源污染的一项重要手段。　（３）改善农业基础设施，提高防御气象灾害的能　用抗旱、抗涝、抗高温、抗低温、抗病虫害等农作物品　种，提高农业生态系统的适应能力。　（５）加强对生物多样性的保护。在加强生物多样　性监测的基础上，对重要农业野生物种采取非原生境　保护、种质库保护等措施；加强对外来人侵生物监控、　研究，防止其对生态环境产生大的影响。　参考文献：　…１丁一汇，任国玉，石广玉，等．气候变化国家评估报告（Ｉ）：中国气候　变化的历史和未来趋势【ＪＪ气候变化研究进展，２００６，２（１）：３—８．　［２］翟盘茂，邹旭恺．１９５１－－２００３年中国气温和降雨变化及其对干旱的　影响【Ｊ１．气候变化研究进展，２００５，ｌ（１）：１６—１８．　【３］秦大河，陈宜瑜，李学勇．中国气候与环境演变［Ｍ］．北京：科学出版　社，２００５．　Ｉ４】肖风劲，张东海，王春乙，等．气候变化对我国农业的可能影响及适　应性对策　自然灾害学报，２００６，１５（６）：３２７—３３１．　［５】周文魁，苗洁．气候变化对我国可持续发展的影响及应对策略［Ｊ］．　齐齐哈尔职业学院学报，２００９，３（２）：５４—５８．　［６王春乙，白月明，６］郑昌玲，等．ＣＯ。和０，浓度倍增对作物影响的研究　进展『Ｊ１．气象学报，２００４，６２（５）：８７５－８８１．　［７］气候变化对农业影响及其对策课题组．气候变化对农业影响及其对　策［Ｍ】．北京：北京大学出版社，１９９３．　【８】王馥棠．近十年来我国气候变暖影响研究的若干进展［Ｊ１．应用气象　学报，２００２，１２（６）：７５５—７６５．　［９］居辉，熊伟，马世铭，等．气候变化与中国粮食安全【Ｍ】．ｊＥ京：学　苑出版社，２００８．　作者简介：田涛（１９６８一），男，陕西西安人，工程师，主要从事农业资　源与环境保护方面的工作。　收稿日期：２０１０—０５—３１