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1、气候变化对中国农业生产的影响及应对策略摘要：本文总结了中国气候变化的趋势和特征,并从有利和不利两个方面分析气候变化对中国农业生产的影响；在对全国及各地区的温度和降水量变动趋势进行分析的基础上,以C-D生产函数为理论基础,构建了经济-气候新模型,实证分析气候变化对中国各地区粮食产量的影响大小、地区差异并模拟评估未来气候变化情景下粮食产量的变动情况；并从适应性的角度提出了中国农业应对气候变化的对策建议。1中国气候变化的主要特征1.1温度逐步上升政府间气候变化专门委员会第四次评估报告表明,大气中二氧化碳浓度已从工业革命前的280ppm百万分之一单位上升到20XX的379ppm,超过了近65 万年以来
2、的自然变化围,近百年来全球地表平均温度上升了0.74。在全球变暖背景下,近100年来中国的年平均气温明显增加,达到0.50.8,比同期全球增温的平均值略高。近50年来中国变暖尤其明显,主要发生在20世纪80年代中期以后大河,2004。从地域分布来看,长江以南地区没有显著的变暖趋势,而西北、华北和东北地区则气候变暖明显；从季节分布来看,增温最明显的季节是冬季,1986年到20XX间,中国连续出现了20 个全国性暖冬。科学家们使用31个全球气候模式,在6种代表性温室气体排放情景下预测未来100年的全球气候变化,并预测中国未来100年的气候变化,结果表明全球温度将继续上升,未来变暖的围和强度将增加,
3、而未来中国气温增加将更为明显图1-1。与20XX比较,2020年中国年平均气温将增加1.32.1,2050年增加2.33.3。全国温度升高的幅度由南向北递增,西北和东北地区温度上升明显。预计到2030 年,西南地区的气温可能将上升1.62.0,西北地区的气温可能将上升1.92.3,青藏高原地区的气温可能将上升2.22.6。气候变化国家评估报告,2007。图1-1区域气候模式模拟的二氧化碳加倍时中国年平均温度变化资料来源：国家气候中心1.2降水变化区域性不均衡和水资源短缺近百年来,中国年均降水量变化趋势不显著,但区域降水变化波动较大。随着全球温室效应的加剧和气温的不断升高,中国降水也会出现区域性
4、不均衡,一些地区的降水会增加,而另一些地区的降水则会减少,从而出现干旱。由于人类活动的加剧,整个中国北方干旱化问题仍然日益突出,未来北方大部分地区将持续干旱,短期该地区的干旱情况不会根本缓解。中国南方雨水资源丰富,但时空分布不均,过去是中国西北部缺水,今后在南方也会出现季节性干旱,水资源短缺将成为一个严峻的问题。例如,20XX9月,全国降水量较常年同期明显偏少,、XX、及、6省区降水量减少幅度都在85%以上,南方各省遭遇到50多年来最严重的干旱,其中XX、大部、西南部、大部、东部、西北部和南部、皖中南部等地达到重旱标准,造成了巨大的经济损失。在未来全球气候变化的背景下,中国降水的变化将会呈现出
5、以下趋势,东南沿海地区的降水量可能会减少,而西北、东北和青藏高原地区的降水量可能会增加。1.3极端气候事件频繁出现,极端天气事件增多趋强气候变化的另一个特征是极端气候事件频繁出现,如台风、暴雪、干旱、洪涝、高温热浪等。随着全球变暖,极端天气气候事件的发生有增多加重的趋势。中国由于自然环境较为复杂,极端天气气候事件的发生率远高于其他国家,是世界上受气象灾害影响最严重的国家之一。例如,20XX西北太平洋含南海上共生成25个台风或热带风暴,其中有8个在中国登陆,台风影响围涉及、XX、等15个省区市。20XX台风共造成全国12个省份4216.85万人受灾,死亡62人,失踪23人,农作物受灾3119.1
6、2万亩,倒塌房屋7.92万间,紧急转移群众724.13万人,直接经济损失297.57亿元；20XX,全国中部冬小麦主产区出现30年一遇的冬春连旱,局部地区旱情达50年一遇；20XX,非正常的天气状况一直在持续：南方地区持续低温,雨雪霏霏；华北地区大旱,在作为中国第二大小麦主产区的,干旱程度更是达到了60年一遇标准；东北地区严重低温,特别是自治区呼伦贝尔的一些地方,最低气温达到零下47.4。今后,包括暴雪、暴雨、大旱、热浪天气和热带风暴在的极端天气事件在全球围和中国将变得更为普遍。1.4海平面升高在全球变暖的大背景下,冰川会逐步融化,从而导致海平面升高。海平面的逐渐上升是与气候变暖相一致的,自1
7、961年以来,全球平均海平面上升的平均速率为每年1.8毫米。在过去的几十年中,中国沿海海平面上升的速度比全球平均值要快,海平面每年平均上升2.5毫米杜碧兰,1997。据专家预测,长江三角洲地区的、和的沿海海平面,到20XX将分别上升27毫米、55毫米、45毫米,其结果会导致长三角地区海岸区遭受风暴影响的机会增多,程度加重。表1-1是未来气候变暖情况下中国海平面上升的预测,可以看出未来几十年中国沿海各地的海平面都将上升,尤其是南海的海平面上升幅度最为明显。海平面上升对沿海脆弱区的潜在经济影响的负面效应是很大的,首先是沿海集中的城市和工业区的损失,其次是耕地、湿地、盐田等的损失。中国沿岸相对海平面
8、上升对沿海地区带来的风险和危害,除了环境和经济影响外,就是社会影响。因为海平面上升可能会将沿海地区大片地势较低的农田淹没,可能使一些沿海地区原来从事农业、盐业、水产养殖业人员,被迫或部分被迫从事渔业或其他职业,这种社会经济的改变对沿海经济的持续发展,会带来一些不利影响。而受灾人口的数量,随着海平面不断上升和淹没区的扩大,也会不断增加。表1-1未来气候变暖情况下中国海平面上升的预测单位：cm年份203020502100XX沿海10.812.018.520.656.663.2半岛东南部-1.20.01.73.827.834.4东部12.914.121.423.561.668.1珠江口附近36.51
9、0.812.943.450.0本部XX13.014.221.523.761.768.3资料来源：希涛等,19962气候变化对农业生产的正面影响2.1作物种植熟制北移农作物的生长发育离不开光、热、水,这三个因素的不同组合也将对农业生产产生不同的影响。气候变暖会导致积温增加和作物的生长期延长,将使中国长江以北地区,尤其是中纬度地区农作物的适宜生长季的开始日期提早和终止日期推迟,这些地区农业生产的生长季将有所延长。气候变暖使农作物生长季延长,会对中国的种植制度产生重大影响,作物种植带将北移,二熟制和三熟制的面积将会扩大。在过去的50年里,气候变暖造成了中国种植制度界限不同程度的北移。与目前常用的中国
10、种植制度气候区划结果19511980年相比,1981以来,由于气候变暖,在、和等省市,一年两熟种植北界明显向北移动；在、和等省一年三熟种植北界向北空间位移明显。在不考虑品种变化、社会经济等方面因素的前提下,各省的种植制度由一年一熟改变为一年二熟,粮食单产平均可增加54%106%；由一年二熟变成一年三熟,粮食单产平均可增加27%58%。与19511980年相比,198120XX、和等省区冬小麦的种植北界不同程度北移西扩。以省为例,冬小麦种植界限的北移,可使界限变化区域的小麦单产平均增加约25%晓光等,2010。在未来二氧化碳浓度倍增和中国平均气温上升1 的情况下,中国二熟制的北界将会北移,移动到
11、现在一熟制地区的中部,而三熟制的北界也将北移,从目前的长江流域移动到黄河流域；在未来平均气温上升2的情况下,中国大部分两熟制地区将被三熟制地区所取代,届时一熟制地区的面积将由现在的62.3%缩小到39.2%,二熟制地区的面积基本不发生变化,而三熟制地区的面积则将由目前的13.5%扩大到35.9%图2-1,三熟制地区的北界将向北移动达500km之多吴志祥、周兆德,2004,不同组合的多熟制将会使作物的种植品种更加多样化。气候变化引起的作物种植结构和种植制度的变化在很大程度上取决于水分状况。中国各地的水热变化并不同步,热量资源增加的有利因素很可能由于水分的缺乏而无法得到有效利用。在热量条件有保障的
12、情况下,如果年降水量小于600mm,则只能一年一熟或两年三熟；只有在年降水量大于800mm时,才能一年两熟。图2-1年平均温度增加2度时中国种植熟制南北界变化资料来源：王修兰等,19962.2冬季的冻害减轻气候变暖使中国高纬度地区热量不足的状况有所改善,农作物生育期延长,喜温作物界限北移,促进了当地作物种植结构的调整。根据多种大气环流模型的预测结果,中国东北地区的增温幅度要明显高于全球平均水平,东北地区是中国重要的粮食主产区和最大的商品粮生产基地,对维系中国粮食安全起着举足轻重的作用。20世纪90年代以来东北地区水稻种植面积扩大,粮食产量增加,这和气候变暖有直接关系,由于气候增暖明显,使得水稻
13、种植面积得以北扩,曾经不能种植水稻的和地区,现在也可以种植水稻,20XX省的水稻种植面积是1980年的7倍华盛等,2004。热量条件的改善同时使低温冷害有所减轻,晚熟农作物品种面积也将增加。气候变暖已经使北方冬麦区冻害大幅度减轻,北方冬麦区在20世纪的50、60年代和70年代初,几乎每年都会发生程度不同的低温冻害。20世纪80年代以来,由于气候变暖,冬季温度升高明显,冻害的次数和强度减少减轻,从20世纪80年代中期至今,当地还未发生过大面积的冻害。的葡萄产业过去由于冬季温度过低,只能进行小围的家庭种植,现在则可以大规模生产种植,并促进了酿酒产业的发展,目前葡萄种植面积已达8万亩。省的苹果生产,
14、遭遇4级以上冻害的频率大幅下降,从50年代的80%下降到20%,冻害程度也明显降低,从未使得苹果产量增大。气候变暖后,省的玉米品种熟期较过去延长了710天,高产晚熟玉米的种植面积迅速增长。此外,由于气候变暖,寒露风对南方晚稻生产造成的影响日益减小,从而促进了产量的提高。3气候变化对农业生产的负面影响3.1影响农作物生长发育和产量由于气候变暖会对作物的生育期造成显著的影响,因此未来气候变化将影响中国水稻、小麦、玉米等主要作物的生产和产量。在气候变暖的条件下,如果没有新的适应技术,作物的生育期会缩短,生长量会减少,这将会抵消作物全年生长期延长的效果,从而对作物产量产生影响。据研究王修兰,1996,
15、水稻的生育期在平均气温上升1时,将会缩短14到15天。在水稻目前的品种条件下,水稻的分孽速度会由于生育期缩短而加快,造成有效分孽的减少,引起作物的穗重和总干重下降,降低作物产量。在未来气温升高1的情况下,双季稻区的晚稻平均减产14%15%,早稻则平均减产16%17%。和水稻一样,气候变暖也会缩短小麦的生育期,在目前小麦的品种条件下,小麦的生育期在平均气温上升1时会缩短10天,这样就会减少干物质的累积时间,降低籽粒的产量,小麦将因此减产10%12%；气候变暖同样会缩短玉米的生育期,在目前的玉米品种条件下,当平均气温升高1时,玉米的生育期平均缩短7天,玉米将因此减产5%6%。预计到2030年,中国的作物产量可能会减少5%到10%,到2071年至2100年,中国农业生产将会受到更大的冲击,冬小麦生产潜力将下降10%至30%,水稻生产潜力将下降10%至20%,玉米生产潜力则将下降5%至10%。此外,在温室效应的影响下,高温热害将是影响中国农业生产的严重问题。气候变化将使得温度继续升高,高温热害、伏旱将会更加严重,这将显著的影响中国亚热带地区的农业生产。随着高温热害的加剧,很多作物的生长发育都受到了限制,高温会影响到谷子、高粱、大豆、玉米等作物的产量,也会强烈抑制棉花和
