氣候智慧型農業將成為農業發展新方向

文|張衛建 中國農業科學院作物科學研究所研究員

農業增產增收、應對氣候變化與增碳減排相輔相成，是人類的共同責任和義務。

以氣溫升高為主導的氣候變化已是事實，并仍呈加劇之趨勢，將嚴重影響世界農業的可持續發展。與此同時，由于全球中下階層人口快速增長、生活水平穩步提升、城市化率迅速提高，世界糧食安全、資源短缺、生態退化等危機日益突出。地球系統已經難以承受傳統集約化農業施加的沉重壓力，人類急需更高的智慧，進行農業技術與制度創新，實現糧食增產、資源增效和氣候變化減緩的三贏。為此，氣候智慧型農業（Climate Smart Agriculture）應運而生，其宗旨是在確保農業增產增收的基礎上，通過技術和制度的綜合創新，增強農業系統對氣候變化的應對能力，減少農業化石能投入和碳排放，增加農田碳儲量。

大量的科學數據證明，氣候變化與農業生產是一個相互影響的整體。首先，以氣候變暖為主導的氣候變化對農業生產的影響利弊兼有。以糧食生產為例，氣溫升高可能縮短作物的生長期，并加重高溫對作物生長發育和產量形成的損害，從而導致作物減產；氣溫升高也可能延長高緯度和低溫季節作物的生長期，減輕低溫對作物生長的限制，從而利于作物增產。我們經過多年田間試驗和歷史數據分析，日平均溫度升高1℃～1.5℃，我國東北的水稻和玉米增產顯著；華北灌溉地冬小麥以增產為主；南方雙季稻早稻呈現減產趨勢，雙季稻晚稻增產顯著，南方中稻呈現減產趨勢。大氣CO2濃度升高，水稻、小麥均呈現明顯增產趨勢。但是，由于氣候變化引發的極端性天氣，均不利于作物生產。而關于氣候變化引起的降水變化，由于對變化趨勢的認識還不確定，目前還很難形成定論。氣候變化是多因子互作的，由于實證研究不足，至今關于氣候變化對農業生產的綜合影響仍存在很大的不確定性，亟待深入研究。

其次，農業生態系統在為人類提供賴以生存的農產品的同時，也提供多樣化的生態服務功能。以農業碳排放和碳捕獲為例，全球人為碳排放總量中，13.5%來自農業；人為排放的CH4和N2O中，分別有50%和60%以上來自農業生產過程。如果農業生產方式不科學，不僅排放大量的溫室氣體，而且導致系統生產力下降。但在合理的農業生產方式下，不僅溫室氣體排放可以顯著減少，而且可以通過光合作用，將大氣中的CO2轉化為有機碳化物，并大量儲藏在土壤中。農業增碳減排不僅可以降低大氣CO2濃度，減緩氣候變暖，而且可以增強農田系統的穩定性和抗逆性，提高系統對氣候變化的應對能力，促進糧食增產。以水稻生產為例，通過品種改良、稻作技術改進、節能減排政策創新，稻田CH4排放量可以減少30%左右，水稻單產及水肥效率可以提高15%左右。再以小麥、玉米生產為例，通過品種與水熱的周年匹配、提高種植密度、減少前期施肥量，在確保作物高產的同時，可以顯著降低N2O排放，并提高土壤碳、氮儲量。

農業增產增收、應對氣候變化與增碳減排相輔相成，是人類的共同責任和義務，也是我國國民經濟建設、生態文明建設及現代農業發展的內在需求。我國是世界上最大的農產品生產和消耗國，也是碳排放大國，糧食增產與農田減排的壓力最大，農業生產水平和模式多樣。我們必須科學認識氣候變化對農業生產的利與弊，充分挖掘氣候變化的增產效應；要系統理解農業生態系統的碳源與碳匯功能的轉換機制，充分發揮農業生態系統增碳減排潛力。要繼續加強農業科技和制度的創新，發展氣候智慧型農業，促進現代農業可持續發展。