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氣候變化:農業面臨挑戰機遇

氣溫升高讓農作物復種地帶北推。  新聞背景  當今全球氣候變化已經成為所有人都在經歷的不爭事實,農業則是對氣候變化影響最為敏感的部門之一。日前完成的“全球氣候變化和高強度人類活動影響的中國農業生態系統承載力研究”,是國家自然科學基金-國際應用系統分析研究所資助的重大國際合作項目,其研究成指出了中國農業在氣候變化背景下所面臨的機遇和挑戰。  東北升溫最快 降雨南增北減  近50年中國氣候經歷重要變化  作為該研究項目組成員之一的上海市氣象局局長湯緒介紹說,最近50年,在全球氣候變化的大背景下,中國氣候也經歷著一系列的變化。根據連續的觀測結顯示,中國近50年有著明顯的增暖現象,其中近10年增溫更加明顯,近50年中最暖的前7個年份都發生在近10年當中。不同季節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。此外不同區域間的溫度變化也有差異,全國增溫速率最快的是東北區域和內蒙古,其區域平均增溫速率分別達到了0.36℃/10年和0.4℃/10年。可能由于大氣氣溶膠增多的影響,中國西南區域的增溫速率最小,為0.15℃/10年。  雖然就全國年平均的降水量而言,近50年沒有明顯的趨勢。但是各區域的降水存在變化趨勢的差異。其中東北和華北區域降水呈減少趨勢,近10年較上世紀60年代減少12%,降水減少主要發生在夏季和秋季。原本比較濕潤的東南區域降水有增加的趨勢,尤其體現在夏季和冬季降水的增加。此外原本較干旱的西北區域,降水則出現增加的趨勢。  全球氣候變暖的總趨勢,還引起大氣環流特征及要素的變化,引發復雜的大氣-海洋-陸面相互作用,大氣水分循環加劇,氣候變化幅度加大,不穩定因素增多,導致眾多小概率、高影響度極端氣候災害的頻繁發生與強度加劇。我國極端氣候事件的變化表現在極端降水事件趨多趨強,極端降水平均強度和極端降水值都有增強的趨勢,尤其在上世紀90年代長江及長江以南地區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生頻率增加;其次是夏季高溫熱浪增多;第三則表現在我國北方和西南干旱事件發生頻率增加,華北地區近20多年來干旱不斷加劇的形勢十分嚴峻,到2012年西南地區連續4年出現明顯干旱。  根據氣候變化模擬結,氣候變化在未來50~100年還將進一步加劇,未來我國大部分地區溫度仍會增高,溫度升高的幅度由南向北遞增,西北和東北地區上升明顯。未來降水略有增加但增幅不大,但未來降水的預估結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明顯的反相位變化,說明氣候模式模擬結盡管表現出一致的總體趨勢,但在不同區域仍然存在著不確定性。  生育均期縮短 旱澇災害加劇  氣候變化給中國農業帶來挑戰  氣候變化的影響是多尺度、全方位、多層次的,正面和負面影響并存,但目前負面影響更多地受到科學界和社會的關注。  已有的大多數研究都顯示,氣候變化將會對作物生長和產量產生負面作用,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,使得主要農作物的單位面積產量都有不同程度的下降。  暖冬有利于農作物病蟲害的越冬、繁殖,造成主要農作物病蟲害越冬基數增加、越冬死亡率降低、帶來農作物病蟲害危害的地理范圍擴大,發生頻度和危害程度加劇。  此外,氣候變化會影響厄爾尼諾和南方濤動,造成西太平洋(601099,股吧)暖池海水熱力、青藏高原上空熱力、季風環境和太平洋副熱帶高壓異常,帶來農業旱澇等氣象災害的頻繁加劇發生。  施肥效應增加 復種地帶北推  氣候變化給農業機遇或許更大  但同時,氣候變化也會給農業生產帶來正面影響。  氣候變化對大氣成分變化的影響,主要體現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,農作物的產量會有所提高。對三碳植物,如水稻、小麥、大豆等主要作物來說這種影響尤其顯著。然而從另一個角度,二氧化碳濃度上升也會造成雜草繁茂、病蟲害加重、農藥和肥料效減弱、干旱激化地力耗損等負作用。二氧化碳對農作物的影響是一個十分復雜的問題,還需要進行大量科學研究。  我國農業生產采用多熟種植歷史悠久,年平均復種指數達到150%以上。隨著氣候變暖,我國大于0℃和10℃的活動積溫等值線將向東北方向推移。如年平均溫度上升1℃, 大于或等于10℃積溫的持續日數全國平均可延長15天左右,這對于農作物生產來講具有重要意義。近50年的氣候變化已經使得中國的復種制度發生明顯的變化,表現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,本世紀前10年相對于上世紀60年代,以上三種復種帶的邊界分別北推了約400公里、200公里和300公里。本項目研究預估,未來我國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期(1961-1990年)北推450公里、700公里和650公里。  基于理論最優的復種模式,歷史基準期氣候條件下(1961-1990年),中國糧食單產潛力最高的區域為江淮流域的兩熟區,單產潛力可達每公頃19噸,而西北區域的單產潛力在全國來看屬于較低的區域,往往不到每公頃6噸。到2050年,中國南部的總單產潛力較歷史基準期,將呈現大面積較為明顯的下降,糧食單產潛力增加最明顯的區域是華北和東北區域,其中以東北區域糧食單產潛力的增加最為明顯。  本項目研究預計,全國總的糧食生產潛力將從基準期的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潛力。從農業生態區域分區的統計結來看,華北、東北和西北的總糧食生產潛力最高,復種增加是未來中國糧食總生產潛力增加的主要原因,其增產貢獻率為55%,二氧化碳施肥效應的增產貢獻率為31%。  延伸閱讀  農業灌溉水需求將普遍增加  上海市氣象局局長湯緒介紹說,在熱量資源普遍增加的同時,水資源越來越成為農業生產力提高的重要限制因素。如沒有充足的降水或是可調配的灌溉水資源,即使熱量條件趨好,增加了復種潛力,其生產潛力的實現也是無法達成的。  全國9大流域灌溉需水量結顯示,中國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,在基準期氣候態、2020年代和2050年代都顯示出灌溉水需求的增加。到2020年代,全國灌溉總需水量將較基準期增加5%,到2050年代,灌溉總需水量將較基準期增加近25%。到2020年代,除在松遼流域和西北諸河流域灌溉需水將會減少外,其他流域的灌溉需水都呈現增加的趨勢。到2050年代,全國所有9個流域的灌溉需水都會較基準期增加。  根據“中國水資源綜合規劃”中的數據顯示,中國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,中國的灌溉水利用效率依據規劃數據將從目前的0.46上升到0.6。通過評估9大流域上的灌溉水供需平衡狀況發現,到2030年,在松遼流域、長江流域、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,灌溉水資源呈現盈余的狀態。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題將會有所減緩。 來源:北京日報
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