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 寻求“两类适应” 发展气候智能型农业

——专家学者解读《国家适应气候变化战略》之五

    全球气候变化主要表现为气温升高,降水时空分布改变,太阳辐射与风速减弱,海平面上升,极端天气气候事件频繁发生等,尤其是作为全球气候变化最主要特征的气候变暖改变了农业气候资源的时空分布,进而影响到农作物生长发育的环境条件。气候变化对农业的影响有利有弊,农业适应气候变化的核心是采取趋利避害的积极适应措施,促进我国农业的可持续发展。由于农业在国计民生中的特殊重要地位,《国家适应气候变化战略》(以下简称《战略》)在“重点任务”中以较多篇幅阐述了农业领域的适应工作。

气候变化对农业的影响

    气候变化对农业气候资源的影响。农业气候资源是指对农业生产有利的气候条件和大气中可被农业利用的物质与能量。气候变化首先影响温度、水分、光照和二氧化碳等农业气候资源要素的时空分布。从热量资源看,1981~2007年与1961~1980年相比,我国年平均气温增加了0.6,以东北地区增幅最大,但喜温作物生长期≥10积温增幅最大是华南地区。从光照资源看,全国年日照时数平均减少125.7小时,以长江中下游减幅最大。从水分资源看,全国平均年降水量和参考作物蒸散量均为减少趋势,以华北地区年降水量和长江中下游地区参考作物蒸散量减幅最大,西南、华北和东北地区为气候暖干化趋势,长江中下游、西北和华南地区为暖湿化趋势。

    气候变暖对作物布局和种植结构的影响。积温增多使中高纬度和高原地区的作物生长季延长,作物种植界限北移和上移,偏晚熟品种种植面积增加,复种指数提高,有利于农业增产。但在降水量减少地区热量条件的改善有可能因水资源匮乏而得不到充分利用,如华北降水减少已造成雨养冬小麦夏玉米稳产北界向东南移动。

    气候变暖对农作物生长发育及产量的影响。气候变暖使1951年~2005年北方冬小麦成熟期平均提前5.9天,南方提前10.1天,越冬冻害减轻有利于提高分蘖成穗率,播期推迟,穗分化期延长和灌浆期提前有利于增加粒数和粒重,还为下茬复种腾出了更多积温。气候变暖使作物发育加快,呼吸消耗增加,将导致减产。试验表明,谷物结实期温度上升12使产量下降10%~20%。但由于可种植期明显延长,改用偏晚熟品种可显著增产。

    气候变暖对极端天气、气候事件的影响。气候变化导致极端天气、气候事件发生频率增加,危害加重。如受强厄尔尼诺事件影响,1997年长江以北出现历史少见的大范围持久干旱及高温,全国受旱面积3351.4万公顷,为1978年以来最重。1998年东南沿海登陆台风异常集中,长江、嫩江流域发生特大洪涝,全国洪涝受灾面积2229.1万公顷,为1949年以来最大。近50年来北方大部降水持续减少,其中2000年受旱面积达创纪录的4054万公顷。半干旱地区的农牧过渡带向东南推移,潜在沙漠化土地扩展。进入21世纪以来,南方季节性干旱明显加重。如2003年长江中下游出现150年一遇的伏秋旱,水稻减产严重。20067月中旬至9月上旬,重庆和川东发生百年不遇特大高温干旱,局部极端最高气温达41~44,1800多万人饮水困难,粮食减产约500万吨,直接经济损失150亿元。2010年以来,云南和相邻省区连续发生严重冬春干旱。20081~2月南方发生严重的低温冰雪天气,农林业损失逾千亿元。低温灾害总体有所减轻,但近几年小麦和果树越冬冻害有所反弹。各类低温灾害中霜冻危害反而加重,原因是随着气候变暖,植物物候同步改变,加上气候波动加剧,霜冻发生概率反而增大。加上作物品种与播期改变及有些地区过度北扩使植株的脆弱性增大。

    气候变暖对病虫草害的影响。气温升高导致农业病、虫、草害的发生区域扩大,有害生物生长和危害期延长,繁殖代数增加,作物受害加重。由于C3植物(即“碳三植物”)与C4植物对二氧化碳浓度增加的响应不同,将使C3类杂草的危害加重。大量施用杀虫剂和除草剂会造成严重的环境后果。如果全球平均气温增幅超过1.52.5,已评估动植物物种有20%30%将面临灭绝,包括农业有害生物的许多天敌。

    气候变暖对土壤肥力的影响。温度升高使土壤有机质分解加快,加上气温升高使化肥挥发加快,不得不施用更多化肥以满足作物需要,不但增加了成本,大量未被植物吸收利用的化肥进入环境,成为大气和水体的重要污染源,所释放的氧化亚氮还是重要的破坏臭氧层物质。

农业适应气候变化的内涵与机理

    我国是耕地和水资源等人均农业自然资源严重不足的国家,又处于工业化和城市化的中期,气候变化给我国农业的可持续发展带来了严峻的挑战,同时也带来了某些机遇。

农业适应气候变化要以科学发展观和系统科学理论为指导,通过调整农业系统结构与农业技术措施,使农业生物能够适应变化了的气候环境。

    农业适应气候变化对策的实质是趋利避害,即充分利用气候变化的有利因素,克服和减轻不利影响,变挑战为机遇。

农业适应战略的核心是通过农业生物自身适应与人工辅助适应两类适应机制的优化配置,实现气候变化背景下经济效益与环境效益的双赢。农业是开放的人工生态系统,具有双重适应是农业与其他产业的不同之处。农业生物自身具有一定的适应机制且比较巩固,成本较低,应充分利用,但其范围较窄,适应能力有限;人为适应措施指对农业生物施加影响以增强其适应能力或改善局地生境。但需要付出一定的成本。由于气候变化速率正在超过农业生物的自身适应速率,施加人为适应措施势在必行。

    农业适应气候变化工作的目标是构建气候应变智能型农业结构与技术体系。

农业适应气候变化的重点任务

    由于以生物为生产对象和主要在露天条件下生产,农业是对气候变化最为敏感和相对脆弱的产业。我国作为拥有十几亿人口的发展中大国,确保粮食安全和基本农产品供应始终是国家与全民的头等大事。针对气候变化带来的农业自然资源与环境条件的改变和气象灾害、生物灾害发生态势的改变,《战略》提出了农业领域适应工作的四项重点任务。

加强监测预警和防灾减灾措施。《战略》提出要“运用现代信息技术改进农情监测网络,建立健全农业灾害预警与防治体系。构建农业防灾减灾技术体系,编制专项预案。加强气候变化诱发的动物疫病的监测、预警和防控,大力提升农作物病虫害监测预警与防控能力,加强病虫害统防统治,推广普及绿色防控与灾后补救技术,增加农业备灾物资储备。”干旱缺水已成为我国农业发展最大的资源制约因素,建立科学抗旱的监测预警和技术体系势在必行。1998年以后,大江大河综合治理取得显著成效,但强台风与中小河流暴雨洪涝及所引发的山洪、泥石流成为对人民生命财产威胁最大的灾害,急需加强预警和整治。

    提高种植业适应能力。《战略》提出要“继续开展农田基本建设、土壤培肥改良、病虫害防治等工作,大力推广节水灌溉、旱作农业与保护性耕作等适应技术。利用气候变暖增加的热量资源,细化农业气候区划,适度调整种植北界、作物品种布局和种植制度;在熟制过渡地区适度提高复种指数,使用生育期更长的品种;培育高光效、耐高温和抗寒抗旱作物品种,建立抗逆品种基因库与救灾种子库。”值得注意的是,适应措施要适度,如果不顾水资源的承载能力过度垦荒或扩大水稻面积,不精确计算热量资源的增幅,过度向北扩种或使用生育期过长的品种,同样会给生产造成巨大损失。

    引导畜牧养殖业合理发展。《战略》提出要“按照草畜平衡的原则,实行划区轮牧、季节性放牧与冬春舍饲;加大草场改良、饲草基地以及草地畜牧业等基础设施建设;鼓励农牧区合作,推行易地育肥模式。修订畜舍与鱼池建造标准,构建主要农区畜牧养殖适应技术体系;加强气候变化诱发动物疫病的监测、预警和防控;合理调整水产养殖品种、饲养周期与海洋捕捞业的布局;加强水环境保护、鱼病防控和泛塘预警;加强渔业基础设施和装备建设。”强调牧区在保护草地资源的基础上适度发展,农区畜牧业与水产业则要确保饲养动物与畜产品、水产品的安全。

    加强农业发展保障力度。《战略》提出要“促进农业适度规模经营,提高农业集约化经营水平。扩大农业灾害保险试点与险种范围,探索适合国情的农业灾害保险制度。提高农业综合适应能力,加强农民适应技术培训,到2020年农村劳动力实用适应技术培训普及率达到70%。”由于大量农村青壮年劳动力进城打工,农业劳动力素质与适应气候变化能力明显下降。加强各项适应保障措施尤为必要和紧迫。为此,要继续加强农业适应气候变化的技术与政策研究,提高农业适应气候变化的科技与政策支撑能力。由于不同地区的农业生产和气候变化特点不同,应开展区域农业对于气候变化的脆弱性分析,推进适应气候变化实用技术的研发与推广,逐步构建农业适应气候变化的区域技术体系。

    (作者均为中国农业大学教授潘志华、郑大玮)

来源:《中国改革报》