當(dāng)今全球氣候變化已經(jīng)成為所有人都在經(jīng)歷的不爭(zhēng)事實(shí)，農(nóng)業(yè)則是對(duì)氣候變化影響最為敏感的部門(mén)之一。日前完成的“全球氣候變化和高強(qiáng)度人類(lèi)活動(dòng)影響的中國(guó)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)承載力研究”，是國(guó)家自然科學(xué)基金－國(guó)際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所資助的重大國(guó)際合作項(xiàng)目，其研究成果指出了中國(guó)農(nóng)業(yè)在氣候變化背景下所面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
　　東北升溫最快 降雨南增北減
　　近50年中國(guó)氣候經(jīng)歷重要變化
　　作為該研究項(xiàng)目組成員之一的上海市氣象局局長(zhǎng)湯緒介紹說(shuō)，最近50年，在全球氣候變化的大背景下，中國(guó)氣候也經(jīng)歷著一系列的變化。根據(jù)連續(xù)的觀測(cè)結(jié)果顯示，中國(guó)近50年有著明顯的增暖現(xiàn)象，其中近10年增溫更加明顯，近50年中最暖的前7個(gè)年份都發(fā)生在近10年當(dāng)中。不同季節(jié)的增溫也有顯著差異，冬季增溫速率最快，約為夏季增溫速率的3倍。此外不同區(qū)域間的溫度變化也有差異，全國(guó)增溫速率最快的是東北區(qū)域和內(nèi)蒙古，其區(qū)域平均增溫速率分別達(dá)到了0.36℃/10年和0.4℃/10年?？赡苡捎诖髿鈿馊苣z增多的影響，中國(guó)西南區(qū)域的增溫速率最小，為0.15℃/10年。
　　雖然就全國(guó)年平均的降水量而言，近50年沒(méi)有明顯的趨勢(shì)。但是各區(qū)域的降水存在變化趨勢(shì)的差異。其中東北和華北區(qū)域降水呈減少趨勢(shì)，近10年較上世紀(jì)60年代減少12%，降水減少主要發(fā)生在夏季和秋季。原本比較濕潤(rùn)的東南區(qū)域降水有增加的趨勢(shì)，尤其體現(xiàn)在夏季和冬季降水的增加。此外原本較干旱的西北區(qū)域，降水則出現(xiàn)增加的趨勢(shì)。
　　全球氣候變暖的總趨勢(shì)，還引起大氣環(huán)流特征及要素的變化，引發(fā)復(fù)雜的大氣-海洋-陸面相互作用，大氣水分循環(huán)加劇，氣候變化幅度加大，不穩(wěn)定因素增多，導(dǎo)致眾多小概率、高影響度極端氣候?yàn)?zāi)害的頻繁發(fā)生與強(qiáng)度加劇。我國(guó)極端氣候事件的變化表現(xiàn)在極端降水事件趨多趨強(qiáng)，極端降水平均強(qiáng)度和極端降水值都有增強(qiáng)的趨勢(shì)，尤其在上世紀(jì)90年代長(zhǎng)江及長(zhǎng)江以南地區(qū)年降水量和極端降水量比例趨于增大，江淮流域暴雨洪澇事件發(fā)生頻率增加；其次是夏季高溫?zé)崂嗽龆?；第三則表現(xiàn)在我國(guó)北方和西南干旱事件發(fā)生頻率增加，華北地區(qū)近20多年來(lái)干旱不斷加劇的形勢(shì)十分嚴(yán)峻，到2012年西南地區(qū)連續(xù)4年出現(xiàn)明顯干旱。
　　根據(jù)氣候變化模擬結(jié)果，氣候變化在未來(lái)50～100年還將進(jìn)一步加劇，未來(lái)我國(guó)大部分地區(qū)溫度仍會(huì)增高，溫度升高的幅度由南向北遞增，西北和東北地區(qū)上升明顯。未來(lái)降水略有增加但增幅不大，但未來(lái)降水的預(yù)估結(jié)果在不同氣候模式之間存在著空間分布差異，有些模式之間甚至出現(xiàn)明顯的反相位變化，說(shuō)明氣候模式模擬結(jié)果盡管表現(xiàn)出一致的總體趨勢(shì)，但在不同區(qū)域仍然存在著不確定性。
　　生育均期縮短 旱澇災(zāi)害加劇
　　氣候變化給中國(guó)農(nóng)業(yè)帶來(lái)挑戰(zhàn)
　　氣候變化的影響是多尺度、全方位、多層次的，正面和負(fù)面影響并存，但目前負(fù)面影響更多地受到科學(xué)界和社會(huì)的關(guān)注。
　　已有的大多數(shù)研究都顯示，氣候變化將會(huì)對(duì)作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量產(chǎn)生負(fù)面作用，如氣溫每增高1℃，水稻生育期平均縮短7天到8天，冬小麥生育期平均縮短17天，玉米的生育期平均縮短7天，使得主要農(nóng)作物的單位面積產(chǎn)量都有不同程度的下降。
　　暖冬有利于農(nóng)作物病蟲(chóng)害的越冬、繁殖，造成主要農(nóng)作物病蟲(chóng)害越冬基數(shù)增加、越冬死亡率降低、帶來(lái)農(nóng)作物病蟲(chóng)害危害的地理范圍擴(kuò)大，發(fā)生頻度和危害程度加劇。
　　此外，氣候變化會(huì)影響厄爾尼諾和南方濤動(dòng)，造成西太平洋暖池海水熱力、青藏高原上空熱力、季風(fēng)環(huán)境和太平洋副熱帶高壓異常，帶來(lái)農(nóng)業(yè)旱澇等氣象災(zāi)害的頻繁加劇發(fā)生。
　　施肥效應(yīng)增加 復(fù)種地帶北推
　　氣候變化給農(nóng)業(yè)機(jī)遇或許更大
　　但同時(shí)，氣候變化也會(huì)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)正面影響。
　　氣候變化對(duì)大氣成分變化的影響，主要體現(xiàn)在二氧化碳等溫室氣體的增加。隨著二氧化碳濃度增加，光合速率不斷增強(qiáng)，農(nóng)作物的產(chǎn)量會(huì)有所提高。對(duì)三碳植物，如水稻、小麥、大豆等主要作物來(lái)說(shuō)這種影響尤其顯著。然而從另一個(gè)角度，二氧化碳濃度上升也會(huì)造成雜草繁茂、病蟲(chóng)害加重、農(nóng)藥和肥料效果減弱、干旱激化地力耗損等負(fù)作用。二氧化碳對(duì)農(nóng)作物的影響是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題，還需要進(jìn)行大量科學(xué)研究。
　　我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)采用多熟種植歷史悠久，年平均復(fù)種指數(shù)達(dá)到150%以上。隨著氣候變暖，我國(guó)大于0℃和10℃的活動(dòng)積溫等值線將向東北方向推移。如果年平均溫度上升1℃ 大于或等于10℃積溫的持續(xù)日數(shù)全國(guó)平均可延長(zhǎng)15天左右，這對(duì)于農(nóng)作物生產(chǎn)來(lái)講具有重要意義。近50年的氣候變化已經(jīng)使得中國(guó)的復(fù)種制度發(fā)生明顯的變化，表現(xiàn)為熱量條件趨好背景下的種植帶北推。其中三熟、兩季稻和有限兩熟種植帶北推最為明顯，本世紀(jì)前10年相對(duì)于上世紀(jì)60年代，以上三種復(fù)種帶的邊界分別北推了約400公里、200公里和300公里。本項(xiàng)目研究預(yù)估，未來(lái)我國(guó)的種植制度北推范圍將更加明顯，其中三季稻、三熟和兩年三熟將較基準(zhǔn)期（1961-1990年）北推450公里、700公里和650公里。
　　基于理論最優(yōu)的復(fù)種模式，歷史基準(zhǔn)期氣候條件下（1961-1990年），中國(guó)糧食單產(chǎn)潛力最高的區(qū)域?yàn)榻戳饔虻膬墒靺^(qū)，單產(chǎn)潛力可達(dá)每公頃19噸，而西北區(qū)域的單產(chǎn)潛力在全國(guó)來(lái)看屬于較低的區(qū)域，往往不到每公頃6噸。到2050年，中國(guó)南部的總單產(chǎn)潛力較歷史基準(zhǔn)期，將呈現(xiàn)大面積較為明顯的下降，糧食單產(chǎn)潛力增加最明顯的區(qū)域是華北和東北區(qū)域，其中以東北區(qū)域糧食單產(chǎn)潛力的增加最為明顯。
　　本項(xiàng)目研究預(yù)計(jì)，全國(guó)總的糧食生產(chǎn)潛力將從基準(zhǔn)期的9.8億噸增加到2050年代的11.4億噸，增加約1.6億噸的糧食生產(chǎn)潛力。從農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)域分區(qū)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，華北、東北和西北的總糧食生產(chǎn)潛力最高，復(fù)種增加是未來(lái)中國(guó)糧食總生產(chǎn)潛力增加的主要原因，其增產(chǎn)貢獻(xiàn)率為55%，二氧化碳施肥效應(yīng)的增產(chǎn)貢獻(xiàn)率為31%。
　　延伸閱讀
　　農(nóng)業(yè)灌溉水需求將普遍增加
　　上海市氣象局局長(zhǎng)湯緒介紹說(shuō)，在熱量資源普遍增加的同時(shí)，水資源越來(lái)越成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力提高的重要限制因素。如果沒(méi)有充足的降水或是可調(diào)配的灌溉水資源，即使熱量條件趨好，增加了復(fù)種潛力，其生產(chǎn)潛力的實(shí)現(xiàn)也是無(wú)法達(dá)成的。
　　全國(guó)9大流域灌溉需水量結(jié)果顯示，中國(guó)的北方流域諸如黃河流域、淮河流域、海河流域以及西北諸河流域，在基準(zhǔn)期氣候態(tài)、2020年代和2050年代都顯示出灌溉水需求的增加。到2020年代，全國(guó)灌溉總需水量將較基準(zhǔn)期增加5%，到2050年代，灌溉總需水量將較基準(zhǔn)期增加近25%。到2020年代，除在松遼流域和西北諸河流域灌溉需水將會(huì)減少外，其他流域的灌溉需水都呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。到2050年代，全國(guó)所有9個(gè)流域的灌溉需水都會(huì)較基準(zhǔn)期增加。
　　根據(jù)“中國(guó)水資源綜合規(guī)劃”中的數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)的有效灌溉面積和灌溉水供給到2030年將有所上升，尤其在松遼流域和西南諸河流域上升最為明顯。同時(shí)，中國(guó)的灌溉水利用效率依據(jù)規(guī)劃數(shù)據(jù)將從目前的0.46上升到0.6。通過(guò)評(píng)估9大流域上的灌溉水供需平衡狀況發(fā)現(xiàn)，到2030年，在松遼流域、長(zhǎng)江流域、珠江流域和西南諸河流域，灌溉水的供給能滿足作物灌溉水的需求，灌溉水資源呈現(xiàn)盈余的狀態(tài)。在海河流域、黃河流域和西北諸河流域存在普遍的灌溉水資源的短缺。到2030年，基于提高灌溉水的利用效率，黃河流域的灌溉水短缺問(wèn)題將會(huì)有所減緩。