氣候變化背景下我國糧食安全面臨挑戰及其應對

張玉周

摘 要： 以增溫顯著、降水時空分布不均衡、極端氣候事件增加等為特征的氣候變暖，引起了農業資源分布的不均衡性、糧食增產的不穩定性、糧食生產的高風險性以及糧食安全的不確定性增加，對保障國家糧食安全提出了許多新的挑戰。基于從宏觀和微觀角度對氣候變化如何影響糧食安全的總結和思考，應從調整作物播種時間、提高作物復種指數、選育高產優質抗逆性強的作物新品種、加強農業氣象災害的風險管理等方面來減緩和應對氣候變化對糧食安全的不利影響，以保障國家糧食安全。

關鍵詞： 氣候變化;糧食安全;應對策略

中圖分類號：F291.1????? 文獻標識碼：A

文章編號： 1003-0751（2018）09-0043-04

習近平總書記在黨的十九大報告中明確提出，確保國家糧食安全，把中國人的飯碗牢牢端在自己手中。這為新時代構建國家糧食安全戰略提供了根本遵循。糧食安全是國家生存和發展的重要基石，是保障國家安全不可或缺的組成部分。 ?① 以增溫顯著、降水時空分布不均衡、極端氣候事件增加等為特征的氣候變暖已給自然生態系統和經濟社會發展帶來了全方位的嚴重影響，并通過農業生產、加工貿易、市場調節、農民收入等不同方式直接或者間接威脅到國家和全球糧食安全，從而成為人類可持續發展面臨的最嚴峻挑戰之一。 ?② 長期以來，圍繞農業生產應對氣候變化，許多國家已形成了一套比較完善的政策體系，例如世界范圍內的未來地球計劃、歐盟的地平線2020計劃以及英國的氣候變化法案等，為人類積極應對氣候變化提供了參考。厘清當前氣候變化的基本事實，分析我國糧食安全面臨的氣候挑戰，提出氣候變化給我國糧食安全帶來嚴峻挑戰的應對策略，對于加強應對氣候變化能力建設，構建新形勢下國家糧食安全戰略，提高糧食安全保障能力，履行負責任大國應盡的國際義務具有重要意義。

一、氣候變化的基本事實

自20世紀50年代以來，世界各國的科學家以及國際組織都開始對全球氣候系統的變化進行觀測，結果表明，全球氣候正在變暖，大氣和海洋溫度已經升高，降雪量和結冰量開始下降，兩極冰川融化速度加快，海平面上升趨勢明顯，溫室氣體濃度顯著增加。 ?③

根據政府間氣候變化專門委員會（the Intergovernmental Panel on Climate Change）發布的第五次評估報告，全球在1880—2012年溫度升高了0.85℃。1850—1900年以及2003—2012年兩個時期的年均氣溫總的上升了0.78℃。 ?④ 對于北半球來說，1983—2012年可能是過去1400年中最暖的30年。近20年來，幾乎所有的冰川都在融化和消退，特別是漂浮在北極上的海冰和北半球區域內春季地面積雪的范圍也在不斷地縮小。

我國是受到全球氣候變暖影響最為敏感和顯著的地區之一。其氣候變化具有以下三個方面的基本特征： 一是氣候變暖趨勢十分明顯。1901年以來，我國地表年平均氣溫呈顯著上升趨勢，增加了0.9℃，幅度高于全球最高增溫值0.85℃。近20年是20世紀初以來的最暖時期，2007年、2015年和2017年是歷史上有氣象觀測記錄的三大最暖年份。且區域間差異明顯，北方增溫速率明顯大于南方地區，西部地區大于東部，其中青藏高原地區增溫速率最大。 ?⑤ 二是區域降水變化波動增加。降水的年際變化趨勢不明顯，但是季節性和區域性波動較大。近50年來全國平均年降水量為747.5—927.6mm，平均為814.6mm，波動幅度為180.1mm。春季降水量基本不變，夏季和冬季降水量均呈增加趨勢，空間分布呈東南向西北減少趨勢。華北、東北和西北地區平均年降水量明顯減少，華北平原地區最為顯著。三是極端氣候事件發生頻繁。干旱、洪澇、持續高溫、低溫冷害等重大、突發性極端氣候事件發生頻率不斷增加、危害范圍持續擴大、災害程度進一步加重、因災損失明顯增加，嚴重威脅著我國的糧食生產和農業的可持續發展。以干旱為例，近50年來全國共發生164次區域性氣象干旱事件，其中極端、嚴重、中度和輕度氣象干旱事件分別達16次、33次、65次和50次。1961年以來，全國區域性氣象干旱事件發生頻次呈上升趨勢，2003年以來總體偏多，在空間分布上呈現出由東南向西北逐漸增加的趨勢，新疆、西藏、甘肅、青海、內蒙古等西部省、區發生頻率較高。

二、氣候變化給我國糧食安全帶來的嚴峻挑戰

糧食系統是一個集糧食生產、消費、流通和貿易等各個環節于一體的鏈狀組織體系，也是受氣候變化影響最為敏感和脆弱的系統。以氣候趨暖性、氣候波動性、氣候極端性和氣候治理復雜性為主要特征的氣候變化過程，增加了農業資源分布的不均衡性、糧食增產的不穩定性、糧食生產的高風險性以及糧食安全的不確定性，對糧食生產、消費、流通和貿易全產業鏈構成威脅，國家糧食安全正面臨著氣候變化帶來的嚴峻挑戰。

1.氣候變暖的趨向性增加了農業資源的不均衡性

光照、溫度、水分和土壤等資源要素是決定農業生產的首要自然要素，為農作物的生長、發育提供物質和能量。隨著溫室氣體排放的不斷增加，氣候變暖直接引起太陽有效輻射、光照時間、水熱條件、風速等諸多氣候要素的時空分布格局發生深刻變化，從而對農業生長潛力、農業氣候資源環境、農業種植制度與結構等產生全方位、多層次的影響。 ?⑥ 氣候變暖加劇了區域熱量資源分布不均衡，引起長江以北或者中高緯度地區，尤其是東北地區≥10℃的有效積溫增多，農作物生長所需的熱量資源增加，生長季時間變長，有效降低了低溫冷害的不利影響，這樣使得喜溫作物的種植界限北移東擴，增加了晚熟農作物的種植面積，改變了區域農作物的種植結構。以東北地區為例，近50年東北地區升溫明顯，生長季熱量資源增加，農業可用水資源和光能資源呈不同程度減少趨勢，且時空分布不均，具體表現為作物適宜生育期延長，發育進程加快，全生育期縮短。作物種植格局的變化為玉米、水稻、馬鈴薯等喜溫作物種植面積擴大，春小麥種植面積減小。

2.氣候變化的波動性增加了糧食產量的不穩定性

氣候變化對糧食安全的影響最直觀地反映在糧食產量的變化上，氣候變化如何影響糧食產量，是以正效應為主，還是以負效應為主，并且不同區域、不同種類的糧食作物對氣候變化的響應也不相同，這些都對糧食的穩產增產的不穩定性產生威脅。 ?⑦ 以水稻、小麥、玉米三大糧食作物為例，歷史上長期的氣候變暖趨勢對小麥和玉米產量產生不利影響，但是對水稻產量產生有利影響。自改革開放以來，由于氣候變暖的影響，我國的小麥總產量每年減少約1.2×10 5噸。除了江蘇、河南和天津以外，氣候變暖對小麥產量的影響都是負效應。對于玉米來說，除了黑龍江以外，不管是在全國尺度上還是區域尺度上，玉米產量與生長季氣候變暖均呈負相關關系。對于水稻來說，氣候變暖對不同種類水稻的影響不一樣，雖然都會使單季稻、早稻和晚稻的產量降低，但是單季稻和晚稻的降低幅度大于早稻的降低幅度，且單季稻的減產幅度呈由北向南逐漸增加的趨勢。在不考慮CO2施肥效應的背景下，預計到2030年，水稻、小麥和玉米的產量將分別減少5.6%、5.0%和5.1%。 ?⑧

3.氣候變化的極端性增加了糧食生產的高風險性

一般來說，氣候變暖的非均勻性很容易引起溫度、降水等氣象因素在一定時間尺度上發生的不同于氣候系統平均狀態的氣候突變，這種區域異質性的極化現象，往往會導致極端氣候事件發生，形成旱時更旱、澇時更澇的不利局面。并且，隨著氣候變暖程度的增加，干旱災害呈面積增大和頻率加快趨勢，北方旱災影響明顯比南方嚴重。1961年以來，全國氣象干旱事件頻次呈上升趨勢，全年及四季的持續干期由東南向西北呈逐漸增加趨勢，高值區出現在新疆、西藏、甘肅、青海、內蒙古等西部省、區。尤其是近年來，全國干旱成災率平均達到56%，農業干旱化與旱災影響顯著增加，且以秦嶺—淮河線為界的北方旱災影響明顯高于南方，增速也比南方快。 ?⑨ 黃淮海平原、長江中下游地區和東北農區三大耕作區總平均受災面積約占全國受災面積的69%，為旱災頻發區。長江流域在1966年、1967年、1978年、1994年和2003年均發生了嚴重的高溫熱害，其中2003年是該地區史上最嚴重的熱害發生年，長江流域受害面積達3.0×10 7hm 2，損失稻谷達5.18×10 7噸，經濟損失近百億元。

4.氣候治理的復雜性增加了糧食安全的不確定性

應對氣候變化不僅是科學問題和產業轉型問題，同時也是國家之間爭奪發展權的政治問題。自1992年《聯合國氣候變化框架公約》簽署后，全球氣候治理體系得到確立，世界各國紛紛將低碳發展上升為國家戰略，共同應對氣候變化的挑戰。但是，氣候治理是一個全球性、長期性和復雜性問題。從全球性分析來看，沒有任何一個國家能夠在氣候變化問題上獨善其身，其產生是自工業革命以來大氣二氧化碳（CO2）排放失控的結果，發達國家和發展中國家存在共同但有區別的責任，雙邊的政治博弈與經濟博弈日趨激烈。從長期性分析，全球氣候治理體系正在形成并不斷強化對溫室氣體排放的機制性約束，雖然取得了一定成效，但總體進展比較緩慢，要達到全球平均溫度增加幅度不超過2℃的目標，據預測還需要30年甚至更長時間，而完全實現21世紀下半葉人類排放的CO2與大自然的吸收平衡的時間還將會更長。從復雜性分析，影響氣候變化的因素非常復雜，既有自然因素，也有人為因素;既有歷史因素，也有現實因素;既有全球因素，也有區域因素;并且在氣候治理與氣候安全方面，既要兼顧糧食安全、經濟安全、資源安全和生態安全，又要減緩和適應氣候變暖的不利影響。總之，氣候治理的全球性、長期性和復雜性，更是增加了當前及未來一個時期保障糧食安全的不確定性。

三、解決氣候變化給我國糧食安全 帶來嚴峻挑戰的應對策略

氣候變化已經對我國糧食安全產生了復雜而深刻的影響，普遍而有區別，總體以不利影響為主。氣候暖干化，全國日照時數呈減少趨勢，旱澇災害和高溫熱害日益加重，且空間與季節分布不均衡，使得我國糧食穩產增產面臨日益嚴峻的挑戰。加快建立減緩和應對氣候變化的糧食安全適應性策略是當前及今后面臨的緊迫任務。

1.遵循氣候變化的區域分異，調整作物播種時間

氣候變暖引起農業資源的不均衡性，調整作物播種期已經成為目前農業生產上應用最普遍最有效的適應措施。一是適度提前北方春播時間。東北平原可以利用土壤化凍翻漿水分配合地膜覆蓋，玉米可提早到日平均氣溫穩定通過7℃開始春播，有效減輕春旱對出苗的威脅。二是科學選用不同熟性作物品種。華北和東北西南部山區提前準備早熟、中早熟、中熟等不同品種的作物種子，內蒙古中東部地區春旱嚴重，為避免受災應推遲春小麥播種期。三是針對秋季氣候變暖，適時推遲冬小麥作物播種期。秋冬氣候變暖將導致華北冬小麥過冬前生長過旺，越冬易受凍傷，不利于春季生長和產量形成，一般播種期需要推遲7天以上。四是適時提前夏玉米作物播種期。由于冬小麥生育期明顯縮短，黃淮海平原地區夏玉米播種時間有所提前，收獲期顯著延遲，有助于夏玉米增產。

2.提高作物復種指數，落實“藏糧于地”戰略

耕地復種行為主要受到氣候、土壤、環境、育種技術和農業基礎設施等自然因素和社會經濟因素等多重因素的影響。一是充分挖掘農業光溫生產潛力，發展多熟種植。東北平原地區，在未來氣候變暖背景下，可充分利用氣候變化帶來的熱量資源增加、冬小麥種植界限明顯北移等優勢，有效挖掘農業生產潛力，北部地區可適當種植早熟的玉米、大豆、水稻，遼寧南部地區可適當種植冬小麥——水稻（玉米、大豆等）一年兩熟作物，擴大復種范圍。二是調整種植區域和品種類型。在長江中下游地區，種植制度主要以稻麥兩熟為主，氣候變暖導致的農業有效積溫增加可使三熟制成為穩定熟制，北部地區由晚稻早熟和中熟品種類型改種為晚稻中熟和晚熟類型，冬小麥可由目前的以弱冬性類型為主改為以春性類型為主。三是調整主要農區生產管理方式。東北地區針對春旱威脅，加大推廣地膜覆蓋和膜下滴灌技術，并應積極推廣機械栽培和社會化服務。華北平原主要推廣節水保水技術，提高水資源利用率。

3.選育高產優質抗逆性強的作物新品種，落實“藏糧于技”戰略

根據全球氣候變暖背景下我國農業氣象災害發生的頻率、強度和類型特征變化的時空差異，在進行糧食生產經營活動中要適當選擇并培育高產、優質、抗性強的農作物新品種。在東北平原氣候暖干化趨勢加劇的地區，發生高溫熱害頻次高，應積極培育耐旱耐熱的作物新品種;黃淮海平原地區小麥育種可適度降低對冬性的要求，發展高產、優質的強筋小麥品種和廣適、節水、高產的中筋小麥品種。在糧食主產區建設和完善一批農作物品種試驗站、抗性鑒定站、新品種引進示范場、植物新品種測試（分）中心、植物品種繁殖材料保藏庫以及品種真實性鑒定中心，形成覆蓋不同氣候區或者氣候帶的農作物品種試驗網絡體系。

4.加強農業氣象災害的風險管理，提高糧食安全綜合保障能力

一是加強農業氣象災害的風險分析與預估，積極開展我國農業氣象災害的孕災環境、致災因子、承災體脆弱性、抗災能力等研究，加強農業氣象災害風險評估，有針對性地采取不同區域不同災害類型的風險管理對策。二是進一步完善農業氣象災害的監測、預報和預警體系。特別是要加強數據分析和預測技術研發，建立各級氣象災害應急管理系統，研究主要農作物在不同區域和不同氣象災害脅迫情景下的防御機制和形態特征的甄別標準與科學診斷，大力發展農業氣象災害預警、產量預報以及人工影響天氣業務，進一步提升我國糧食安全應對氣候變化的保障能力。三是建立農業氣象災害保險制度。推進農業災害保險試點，增強適度規模經營農戶防范和應對大災風險的能力，有效發揮農業保險的功能作用。

?注釋

①彭俊杰：《產業鏈視角下我國糧食安全戰略再認識》，《中州學刊》2017年第4期。

②覃志豪、唐華俊、李文娟：《氣候變化對我國糧食生產系統影響的研究前沿》，《中國農業資源與區劃》2015年第1期。

③PRKM Leo. IPCC， 2014， Climate Change 2014： Synthesis Report. Contribution of Working Groups I， II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.? ?Journal of Romance Studies ， 2015 ， 4 （2）， pp.85-88.

④《氣候變化2013：自然科學基礎》，中國氣象局網站，http：//www.cma.gov.cn/2011xzt/2014zt/20140507/2014050707/201405/t20140507_245482.html，2014年5月7日。

⑤《科技部 環境保護部 氣象局關于印發〈 “十三五”應對氣候變化科技創新專項規劃〉的通知》，中華人民共和國科學技術部網站，http：//www.most.gov.cn/mostinfo/xinxifenlei/fgzc/gfxwj/gfxwj2017/201705/t20170517_132850.htm，2017年4月27日。

⑥謝立勇等：《糧食生產系統對氣候變化的響應：敏感性與脆弱性》，《中國人口·資源與環境》2014年第5期。

⑦彭俊杰：《氣候變化對全球糧食產量的影響綜述》，《世界農業》2017年第5期。

⑧周曙東等：《未來氣候變化對我國糧食安全的影響》，《南京農業大學學報》（社會科學版）2013年第1期。

⑨張強等：《論氣候變暖背景下干旱和干旱災害風險特征與管理策略》，《地球科學進展》2014年第1期。

The Challenges and Countermeasures of China′s Food Security under the ??Background of Climate Change

Zhang Yuzhou

Abstract： Climatic warming characterized with significant temperature increasing， unbalanced spatial-temporal distribution of precipitation and increase of extreme climatic events， has caused the unbalanced distribution of agricultural resources， the instability of grain production， the high risk of food production， and the uncertainty of food security. The paper summarizes and considers how climate change affects food security from the macro and micro perspectives. And it puts forward the suggestion that in order to ensure national food security， we should mitigate and respond to climate change in response to food security by adjusting crop sowing time， increasing crop multiple cropping index， breeding new crop varieties with high yield， high quality and strong stress resistance， and strengthening the risk management of agricultural meteorological disasters.

Key words： climate change; food security; coping strategies