氣候變化對中國農業生產的影響與適應對策

專家簡介：

許吟隆，中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所研究員，博士生導師，擔任聯合國環境規劃署適應氣候變化科學指導委員會委員、亞-太適應氣候變化指導委員會委員、國際災害風險綜合研究計劃中國委員會委員、中國農業科學院“氣候變化與農業氣候資源利用”創新團隊首席。長期從事氣候變化對農業生產影響評估與適應對策研究，目前研究集中在適應氣候變化機理與技術體系構建。曾參與多個國家氣候變化政策文件和報告的撰寫，作為領銜專家之一撰寫《氣候變化國家評估報告》，作為牽頭專家撰寫《適應氣候變化國家戰略研究》報告等；作為第一作者或主編出版學術專著4部，主持948重點項目：“中國農業適應氣候變化關鍵技術引進”（2011-G9），本文基于該項目的研究成果撰寫完成。

自工業化以來，人類活動不斷加劇，大量消耗化石燃料，濫砍濫伐，導致大氣中二氧化碳等溫室氣體濃度急劇上升，造成以變暖為主要特征的氣候變化。2013年政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發布的第5次評估報告顯示，與19世紀下半葉相比，21世紀初期全球升溫幅度為0.78℃；觀測到的極端天氣和氣候事件發生了明顯變化，高溫熱浪、強降水、干旱等事件頻繁發生、危害日益加劇。預估21世紀末升溫可達1.0～3.7℃，高溫事件會更加頻發，熱浪發生的頻率更高、時間更長；降水波動性加大，季節與區域分布會更加不均衡。

中國地處東亞季風區，氣候類型多樣，季節與年際變化大，農業生態系統脆弱，基礎設施相對落后，極易受到極端天氣、氣候事件的影響。IPCC評估報告顯示，中國的北方地區是全球顯著增溫的區域之一，東部地區是降水明顯減少的區域之一。氣候變化與中國經濟快速發展過程中的不甚完善的規劃等因素疊加在一起，將對中國糧食安全保障帶來嚴重的挑戰。加強適應工作，增強適應能力，是當前中國農業生產面臨的必然選擇。

一、中國氣候變化概況

氣候變化國家評估報告顯示，中國氣候發生了明顯的變化，過去的一個世紀升溫0.9～1.5℃，明顯高于全球水平；從地域分布看，西北、華北和東北地區氣候變暖明顯；降水量自1970年代以來呈總體減少的趨勢，區域降水變化波動較大，降水在東北、華北、黃土高原和西南部分地區明顯減少；氣候極端事件頻繁發生、危害日甚。近年來，南方大范圍的高溫酷熱天氣頻發、不斷刷新歷史記錄；北方暖干化趨勢更加嚴重，西北東部、華北大部和東北南部干旱面積明顯擴大，南方地區尤其是西南地區季節性干旱（冬春連旱）、長江流域高溫伏旱加劇；長江中下游和東南沿海地區極端強降水事件明顯增多；同時，極端災害天氣出現新特征，如2008年南方大范圍的冰凍雨雪天氣、2011年的長江中游地區的旱澇急轉、沿海地區的超強臺風、低溫寡照等，農業氣象災害損失日益加劇。

二、氣候變化對中國農業的影響

氣候變化對中國農業的影響，既有對農業生物體的直接影響，也有對農業生物體之外的農業各個方面的廣泛的影響。因此，氣候變化對農業的影響錯綜復雜，農業適應氣候變化需要根據氣候變化影響的具體問題制定有針對性的對策。

對農業生態環境的影響

氣候變暖加速土壤有機質分解和養分流失、北方冬季凍土變淺，農耕期延長；極端降水事件增加加劇水土流失；氣候暖干化導致農業水資源減少，北方地區和西南地區尤為明顯，草地土壤含水量減少，植被退化，優良牧草比例降低，局部草地沙化、鹽堿化加重；旱澇急轉加劇西南地區的石漠化；變暖農作物適生地的改變，加劇的病蟲害導致農藥的過量使用，與人類活動一起造成農業生物多樣性的減少。

對農業生物體的直接影響

如果只考慮二氧化碳濃度升高，理論上講有利于增強植物的光合速率和提高水分利用效率，但碳氮比的增加會使農產品的蛋白質含量下降，改變農作物營養成分，影響農產品的品質，出現“隱形饑餓”問題。

氣候變暖使春季物候期提前、秋季延后，作物潛在生長季整體延長，如果不存在水分脅迫，整體上有利于增產；但如果出現極端高溫，則會增加谷物的秕谷率，如果高溫再疊加干旱，則更會導致作物的減產甚至絕收。

對于動物來講，由于氣候本身波動的增加，所以冷應激與熱應激的風險都會加大，動物養殖業面臨更大的挑戰，對畜舍、魚塘等設施提出了更高的要求；氣候變暖將會使動物疫病與寄生蟲病向高緯度與高海拔蔓延。

對農業種植模式的影響

氣候變化導致熱量、水分資源的改變和病蟲害發生規律的改變，作物與品種的適宜區隨之發生變化，引起作物布局、品種布局與種植模式的調整；氣候變暖使作物的種植期延長，作物的適宜種植區向高緯度、高海拔地區擴展，加之冬季變暖有利于冬季作物安全越冬和開發冬季農業，復種指數提高；在降水減少、氣候暖干化的地區，促使種植結構由耗水作物向耐旱作物的演替。

農業氣象災害加劇

氣候變化導致旱澇災害交替出現，發生頻率增加、危害程度加重、影響范圍擴大，呈現因災損失增加的態勢。氣候變化背景下干旱常常與高溫災害疊加，甚至多種農業氣象災害并發，導致特大農業氣象災害頻發。20世紀90年代以來，中國平均每年氣象災害受災面積3400萬公頃，農業直接經濟損失1000多億元。

氣候變化加劇高溫熱害，作物高溫逼熟、早稻熱害、果樹蔬菜灼傷等災害頻繁發生，長江流域夏季尤為明顯。但需要特別指出的是，由于氣候變暖導致氣候本身的波動性加大，加之變暖條件下作物抗寒能力下降，農業低溫災害仍頻繁發生，有些低溫災害甚至加重；例如2008年初南方發生的低溫雨雪冰凍災害，農業災害損失巨大；2010年冬春季，在全國范圍內發生歷史罕見低溫災害，華北小麥發生較重凍害，山西、陜西果樹開花期受凍，大面積絕收，黃淮海冬小麥生育期明顯延遲，等等。對低溫災害的防御切不可因氣候變暖而松懈。

氣候暖干化導致北方干旱與西南干旱常態化，氣候波動加劇長江流域伏旱頻繁發生；2006年重慶、2010年云南均發生百年一遇的特大旱災；2013年長江以南大部分地區發生歷史罕見的極端高溫干旱，農作物受災面積5935.3千公頃，其中重旱面積達1808千公頃；2014年的北方高溫干旱，僅遼寧、河南、內蒙古三省區的農作物受災面積就達4934千公頃。

農業生物災害日益加劇且呈現新特征

氣候變暖導致作物病蟲越冬死亡率降低、冬后有效病蟲源基數顯著增加；部分蟲害的首現期、遷飛期及高發期提前；氣候變暖導致病蟲害種類和世代數增加、為害期延長、為害范圍擴大，尤其是向北擴展蔓延趨勢明顯；動物疫病也有向高緯度高海拔地區蔓延的趨勢；某些次要和新發生病蟲害為害加重，有些次要病蟲害上升為主要病蟲害，新發病蟲害由于缺乏防控措施為害更加迅猛、更加嚴重，如臺風活動增強導致稻飛虱和稻縱卷葉螟等水稻“兩遷”害蟲更加猖獗；氣候變暖與人類活動加劇外來物種入侵與人獸共患病的危害。

氣候變化導致有害生物適生地分布的改變，由于天敵分布的改變往往滯后于病蟲害的擴張，在新發區域病蟲害治理難度更大。氣候變暖導致病蟲害加重與農藥施用量增加，對天敵也造成殺傷，并使有害生物的耐藥性加強，從而形成惡性循環。

三、已經采取的適應措施

2007年發布的《中國應對氣候變化國家方案》（以下簡稱《國家方案》）總結農業適應氣候變化措施為：加強農業基礎設施建設，推進農業結構和種植制度調整，選育抗逆品種，遏制草地荒漠化加重趨勢，加強新技術的研究和開發。2013年發布的《國家適應氣候變化戰略》進一步總結農業適應措施為：加強監測預警和防災減災措施，提高種植業適應能力，充分利用氣候變暖增加的熱量資源，細化農業氣候區劃，適度調整種植北界、作物品種布局和種植制度，以及加強農業發展保障力度，提高農業集約化經營水平、擴大農業災害保險試點與險種范圍，探索適合國情的農業災害保險制度；還提出要加強農民適應技術培訓，并在重點地區規劃農業適應試點示范工程，包括吉林糧食主產區黑土地保護治理、黑龍江農業利用氣候變化有利因素、內蒙古典型草原畜牧業發展等示范工程。

大力改善農業生態，治理水土流失。這些措施包括：營造水土保持林，修建各種小型水利水保工程，提高植被覆蓋率、減少土壤侵蝕；實施“三北”防護林生態工程，造林育林，實施退耕退牧還草和京津風沙源治理等生態工程，建設人工草場，控制草原的載畜量，恢復草原植被，增加草原覆蓋度，防止荒漠化進一步蔓延；在華北平原和東北平原進行大規模的土地平整，有效提高了灌溉效益和抗旱能力；實施“沃土工程”，推廣秸稈還田、有機肥、配方施肥和保護性耕作，對北方風沙土、鹽堿地和南方貧瘠紅黃壤、潛育化土壤等進行改造。

改進作物栽培和養殖管理措施，是適應氣候變化的有效措施。為適應氣候變化帶來的物候改變，北方春播期和南方早稻播栽期普遍提前，冬小麥播種期普遍推遲；為減輕氣候波動和低溫災害的影響，大面積推廣地膜覆蓋；為應對干旱威脅普遍推廣節水技術和保護性耕作；為減輕水溫升高引發的泛塘死魚，淡水養殖場普遍推廣了增氧機；為遏制氣候暖干化導致的草原退化，大力推行退牧還草和圍欄輪牧，提倡季節性放牧及與農區合作易地育肥，夏秋打草儲存冬春舍飼，近年來草地植被明顯恢復。

調整作物品種布局與種植制度是時空規避災害和充分利用氣候資源的有效措施。利用氣候變暖帶來的熱量資源增加提高復種指數，多熟制種植向高緯度高海拔地區擴展，兩熟制取代二年三熟制，擴大間作套種面積，林區發展林糧間作。根據氣候變化在各地的差異因地制宜采取適應措施，如冬小麥和華南熱帶作物種植北界的北擴；東北水稻種植面積明顯擴大，黑龍江省成為最大商品大米產地；在暖干化地區壓縮耗水作物、擴大耐旱作物的種植；由于棉鈴蟲危害加重，中國棉花主產區從黃淮海平原轉移到新疆；蘋果主產區向黃土高原遷移等。為應對不斷加劇的極端天氣氣候事件，培育適應性廣的優良動植物新品種，有計劃地培育和選用抗旱、抗澇、抗高溫、抗病蟲害等抗逆品種，如推廣抗蟲棉、脫毒種薯種苗的種植等。

工程措施和非工程措施結合防御農業氣象災害。針對中國北方大部和西南部分地區氣候暖干化與干旱加重，“十一五”以來對大中型灌區進行了續建配套與節水改造，著力搞好田間工程建設，完善灌排體系，推進節水灌溉示范，在糧食主產區進行規模化建設試點，干旱缺水地區積極發展節水旱作農業，建設旱作農業示范區。針對南方和北方部分地區洪澇加劇，進行病險水庫的除險加固。加大糧食主產區中低產田鹽堿和漬害治理力度，加快丘陵山區和其他干旱缺水地區雨水集蓄利用工程建設。

充分發揮非工程措施的風險防范和風險轉移、風險規避功能，編制應急預案，加強救災物資儲備，建立救災作物種子儲備，開展農業災害保險試點；為減輕氣象災害對社會經濟的沖擊，加強糧食與飼草儲備，擴大經濟作物和飼料作物的種植，促進種植業結構向糧-經-飼三元結構的轉變。

采取綜合措施防控農業生物災害。采取的措施包括：加強對作物病蟲害的監測，加強抗病蟲害作物品種的選育，保護生物多樣性，改善農業生態，加強生物防治、化學防治相結合的綜合防治措施等，推廣高效低毒農藥和生物防治技術，抗蟲棉品種、寄生蜂防治玉米螟和松毛蟲等生物防治技術得到普遍應用。針對外來有害生物入侵，進行有計劃的重點鏟除和防治。

四、未來農業適應氣候變化建議

中國人均耕地資源少、農業經濟不發達，公眾適應氣候變化的意識還需要大力提升，適應氣候變化的能力亟待加強。如何在氣候變化威脅日益嚴峻的情況下采取有效的適應措施保障中國農業的可持續發展，是中國農業面臨的長期挑戰。適應氣候變化的核心在于調整農業系統的結構與功能，與變化了的氣候條件相協調，達到穩定有序的新狀態。從這個意義上說，適應氣候變化也是中國農業轉型升級的歷史機遇。

加強頂層設計，制定農業適應氣候變化行動方案。盡管在《國家方案》中提出了“減緩與適應并重的原則”，但在實際工作中，適應的目標不清晰，可操作性不強，體制機制不明確，目前所采取的適應措施大多是自發進行的，很多措施是在認識到氣候變化的影響后才發現具有一定的適應效果。在《國家適應氣候變化戰略》中，明確要求制定部門適應氣候變化方案。因此，當前迫切需要制定農業領域適應氣候變化行動方案，統籌國家農業適應氣候變化的行動，識別中國農業對于氣候變化的脆弱性和未來面臨的風險，甄別適應優先事項，明確要達到的適應目標和具體任務，加強適應效果的監測和評估，完善體制機制建設，推動適應氣候變化工作全面深入地開展。

加強科技支撐，切實提升農業適應氣候變化的能力。《國家方案》提出應對氣候變化“依靠科技進步和科技創新的原則”。農業適應氣候變化有其特殊性，即農業研究的對象是生物體，生物體之于氣候變化，自身具有自適應能力，但農業又是人為調控措施最為密集的行業之一。在氣候條件改變情況下充分利用農業生物體的自適應能力、恰到好處地發揮人為調控的作用，是適應機理需要揭示的重要內容。中國有著世界上最豐富的農業適應實踐，大力挖掘“草根”適應技術，結合農業生物技術、物聯網監測技術和信息技術等，形成完整的適應技術體系，為農業適應氣候變化提供有力的科技支撐。

開展重點區域適應示范。已經開展了大量的農業適應氣候變化的試驗和理論研究，在科學方法論的指導下，建立適應技術示范基地，探索通過氣候資源高效利用適應氣候變化的技術原理和途徑，展示適應的效果，建立適應評估的方法體系，突破農業適應氣候變化的技術瓶頸。

加強國際合作，尤其是“一帶一路”國家的合作。氣候變化是人類共同面臨的挑戰，在糧食安全方面具有廣闊的國際合作空間。開展氣候政策、農業適應案例和方法技術體系、農業病蟲害和重大動物疫情的監測、預警與防治等方面的交流合作，共同促進農業的可持續發展，也是打造人類命運共同體的具體內容體現。