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【中国科学报】科学告诉你 气候变化关乎收成

2018-01-17来源:南农新闻-NJAU NEWS作者:党委宣传部

推广节水技术在中国变得越来越迫切了。图片来源:百度图片

从不同层面采取有效应对策略,如当地政府调整作物种植结构,加强水利基础设施建设,推广节水技术,这将有助于缓解气候变化给粮食生产带来的负面影响。

■本报记者 王方

气候变化是国际社会普遍关心的重大全球性问题。为共同应对气候变化挑战,政府间气候变化专门委员会(IPCC)和各国家政府一直寻求对话与合作。那么,气候变化将怎样影响中国水稻、小麦和玉米等主粮作物产量?我们又可以采取哪些应对策略?

南京农业大学和国际食物政策研究所(IFPRI)的最新研究文章《适应气候变化:中国粮食生产情景分析》称,气候变化导致的季节性干旱和气候变暖可能给中国粮食生产带来较大损失,而改善水资源管理方式和通过技术进步则可以有效弥补损失。

气候变化带来的负面影响

气候变化这一现象已经被科学家证实,中国的气候变化与全球气候变化具有相当的一致性。不过在中国,这个问题更为复杂。

南京农业大学经济管理学院教授、论文第一作者周曙东博士接受《中国科学报》记者采访时表示,中国地域辽阔,横跨欧亚大陆,纵贯三个气候带,加之复杂的地理地形特点,使得气候变化对我国各类生态系统,特别是农业生态系统的影响呈现出独特性。

“我们选择气候变化对农业的影响作为研究课题,这与其他国家研究气候变化的切入点不同。而且现有研究常常将一个国家作为一个整体来看待,而鉴于上述原因,我们把中国不同的省份的正负面影响区别研究,这是一个创新点。”周曙东说。

温度和降水是影响农作物生长的关键因素,两个因素均与气候变化密切相关。周曙东表示,气候变化主要表现在3个方面,即平均气温上升(气候变暖)、降水不均衡和极端天气气候事件。而降水不均衡和极端天气气候事件的主要表现就是干旱。比如过去中国南涝北旱,但是现在北方旱,南方也出现了季节性干旱。

“根据IPCC第五次气候变迁评估报告(AR5),全球气候变化包括中国正在变暖,极端天气事件也会越来越频繁,在一些国际研究机构对未来的气候模拟中这种趋势也会加剧。因此,我们考虑了干旱和气候变暖这两个与中国农业生产最相关的情景假设来分析。”国际食物政策研究所环境与生产技术研究部研究员、通讯作者李曼博士告诉《中国科学报》记者。

在周曙东看来,未来气候变化可能会对中国的农业生产及中国粮食生产供给产生较大影响,平均气温上升、降水不均衡和极端天气气候事件带来的自然灾害会导致谷物产量降低、农产品供给波动。在世界其他国家,也出现了由于气候变化和极端天气造成巨大损失的现象。

“在全球范围内,气候变化对农业生产的影响取决于所考虑的地区和作物种类,以及其他各种复杂的因素,如价格和技术的变化以及农民的应对措施等。”国际食物政策研究所环境与生产技术研究部高级研究员、全球未来和战略展望计划负责人Keith Wiebe博士向记者表示。

他认为,多数情况下,气候变化对全球农业生产的总体净影响是负面的。“我们的模拟显示,气候变化将使全球农业产量到2030年减少3%,到2050年则将减少5%以上。而全球谷物产量的下滑可能会更加显著。”

不同情景下的粮食减产

“这项研究充分考虑了5种情景,包括季节性干旱、气候变暖两种气候变化影响情景,以及推广节水灌溉、引进新品种、应对措施综合利用三种应对气候变化适应性措施的情景。我们应用中国农业政策分析模型(CAPA),以省为分析单位分别计算出每种作物在每一种情景下的产量。”李曼介绍。

周曙东介绍,中国农业政策分析模型(CAPA)是由南京农业大学经济管理学院借鉴德国建模技术建立起来的一个局部均衡模型。它将我国大陆31个省、市、自治区作为独立的基本单位,各省可以进行最优化决策以实现生产者剩余与消费者剩余的最优化,从而可以体现出各地的生产特点。

这项研究还引用了国际食物政策研究所开发的农产品贸易政策分析国际模型(IMPACT)作出的中国未来农产品进出口预测结果。

“中国在全球粮食贸易中起着主导作用。根据联合国粮农组织最新估算的数据,中国是世界上最大的大米进口国和第七大小麦进口国。国内粮食产量的任何显著变化不但会影响我国的粮食安全,也会影响全球商品价格,对全球粮食贸易产生影响。”李曼说。

尽管气候变化会给中国谷物产量带来小部分利好,如气候变暖对东北地区的水稻生长有利,无霜期延长,可以提高当地水稻的产量,但气候变暖对中国大部分地区是不利的。

“干旱是一种对中国农业生产极其有害的自然灾害。从历史上看,干旱主要发生在华北干旱区、东北干旱区、西北干旱半干旱区、长江中下游干旱区和西南干旱区。”周曙东介绍,如今气候变暖不仅增加了干旱的频率和强度,也使受灾地区扩大到了亚热带、暖温带地区。

针对特殊省份、特殊时期的干旱(春旱、夏旱)进行模拟发现,季节性干旱将导致主要谷物的产量减少4.5%~23.1%不等。灌溉用水不足和气候变暖会造成水稻、小麦和玉米播种面积的减少。

研究预测显示,在最坏的情况下,即使农民已经转而种植抗旱作物,季节性干旱和由此导致的作物播种面积减少将使三大主要谷物——水稻、小麦和玉米的产量降低8%。另外,如果没有采取任何气候适应措施,气候变暖导致的单产下降将会使以上三大主要谷物产量在2030年前减少3.33%。

该研究认为,中国已经制定了一些策略来适应气候变化,如调整种植模式、加强农业基础设施(水利等)、引进抗旱高产作物品种、采用节水技术等。情境模拟显示,采用合理的应对气候变化适应性措施,例如采用节水灌溉技术和引进新的抗旱高产作物品种这2种叠加因素不但可以抵消气候变化带来的这些损失,还可以使三大主要谷物产量比基准线增加19.6%。

应对策略抵消损失

未来气候变化将成为粮食减产的重要因素之一。南京农业大学和国际食物政策研究所希望为相关政策决策部门提供基于科学依据的农业预测、政策评价和政策模拟,以更好地支持中国在粮食安全、农业和农村发展方面的决策。

“考虑季节性干旱、采用节水灌溉技术、引入新品种的复合叠加作用,从而可以提出种植结构的调整方案。”周曙东说,例如辽宁阜新已经根据干旱的影响把玉米改种为花生。

李曼在研究中发现,在季节性干旱的情景模拟下,耐旱作物花生和烟草的种植面积有所增加。这一结果某种程度上反映了农民的适应性行为,即季节性干旱减少耗水量大的谷物种植面积,农民会相应种植更多的耐旱作物来降低干旱带来的负面影响。

这表明,地方政府、新型经营主体已经开始主动适应气候变化,并采取适应性措施,包括打井抗旱、采用节水技术、调整作物结构、采用耐旱品种、推迟播种时间以避开关键时期(如玉米扬花期)的干旱。周曙东认为,从不同层面采取有效应对策略可以减少气候变暖与季节性干旱带来的损失。

“气候适应策略的成功需要多方努力,不仅是农民,也包括当地社区和政府。”李曼称,目前由于缺乏对水利基础设施的维护和修复投入,大量灌溉用水流失在运输过程中。

周曙东同样表示,从政府层面看,需要加强水利方面的基础设施建设,自家庭联产承包制实施以后,很多水利基础设施年久失修了。此外,在缺水地区需要加强节水技术的推广。“新疆地区做得比较好,但很多缺水地区如华北、东北还没大面积推行节水技术,事实上推广节水技术在中国变得越来越迫切了。”

“政府应当加强对研究机构和推广服务的支持,促进新品种选育和节水技术的研发和推广。”李曼建议,中国政府应大力推广作物新品种,并改进当前的农业补贴方式,以鼓励新品种的采用。

在季节性干旱频发的地区,当地政府应调整作物种植结构,加强水利基础设施建设,推广节水技术,这将有助于缓解气候变化的负面影响。

原文链接:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/1/400296.shtm

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