全球變暖對我國水稻業(yè)的影響研究

王賽男

摘要：我國氣候受全球變暖影響，在氣溫、降水、極端天氣現象三方面變化明顯。受氣候變化影響，我國水稻業(yè)的產量和質量大幅下降。為應對氣候變化對水稻業(yè)的影響，從改良水稻品種和建立災害預測體系兩方面提出了建議。

關鍵詞：全球變暖;氣候變化;水稻業(yè);因素與措施

近百年以來，人類不加控制地使用化石燃料，如煤、石油等，并大肆采伐樹木，焚燒森林等等，諸如此類的活動都產生了大量的溫室氣體，使得世界平均氣溫上升趨勢越來越明顯，全球氣候趨向變暖。氣候與農業(yè)生產息息相關，全球變暖不可避免地對農業(yè)生產造成了一定的影響。水稻是世界上最重要的糧食作物之一，滿足了全球近一半人口的生存需求。中國是世界上最大的稻米生產國和消費國，水稻產量在中國谷物產量中位居第一，超過半數以上的的中國人都將其作為主食。探究全球變暖對我國水稻業(yè)發(fā)展的影響并研究出相應的解決措施，是我國政府和農業(yè)工作者的工作的重點、難點，是保障我國糧食安全的途徑之一，也對世界糧食安全意義重大。

1.受全球變暖影響的我國氣候的變化和特點

我國受到全球氣候變暖影響明顯，其氣候變化可從氣溫、降水、極端天氣三個方面進行表述。

1.1氣溫上升趨勢明顯

近百年來，我國地表年平均氣溫明顯增長，增值高達0.9°C，而全球最高增溫值僅0.85°C。同時如圖1.1、圖1.2所示，20世紀以來，我國的整體氣溫波動式上升，但各地的氣溫變化趨勢卻各有特點，并不完全相似，氣溫變化存在顯著的區(qū)域性差異。總體來說，中西部地區(qū)的增溫速率顯著高于東部，北方地區(qū)增速明顯超過了南部地區(qū)，其中又以青藏高原地區(qū)的增溫速率最為突出。

1.2降水量季節(jié)性和區(qū)域性波動較大

據數據統計，“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[10]”，春季降水量基本保持穩(wěn)定值，夏季和冬季降水量均呈上升趨勢，降水總量年際變化并不明顯。但是由于全球變暖的影響，我國東亞季風和夏季風一定程度上有所減弱，這對我國旱澇現象產生了顯著影響。另外我國內部各地區(qū)降水變化趨勢不一，根據對各地區(qū)年平均降水量的統計，我國各地區(qū)降水量由東南向西北呈減少趨勢。同時與全國其他地區(qū)相比，華北、東北和西北地區(qū)年平均降水量的下降趨勢尤為明顯，其中華北平原地區(qū)年平均降水量變化量最大。

1.3極端氣候事件頻繁發(fā)生

近年來，一些極端氣候事件頻繁發(fā)生，如洪水、旱災、沙塵暴、持續(xù)高溫等，對人民的生命健康和經濟財產造成了巨大威脅。極端天氣事件的頻繁發(fā)生，加之受其災害影響地區(qū)數量不斷增長，危害影響程度急劇加重，直接或間接造成的經濟損失不可估量，導致我國的糧食生產和農業(yè)無法實現可持續(xù)發(fā)展。以旱災為例，近50年來全國共發(fā)生164次區(qū)域性氣象干旱事件，其中極端氣象干旱事件達16次，嚴重氣象干旱事件達33次，中度氣象干旱事件超60次，輕度氣象干旱事件也有50次之多。除原有的極端災害天氣外，越來越多的新極端災害天氣出現并威脅著農業(yè)生產，如2008年南方大范圍的冰凍雨雪天氣造成大量農作物遭受凍害，低溫寡照使得農作物因光照水分等缺乏而產量下降甚至枯萎等。

2.全球變暖對水稻生產的影響

2.1全球變暖對水稻產量的影響

韓芳玉等人的研究表明，高溫對水稻生產呈倒U型的影響。該結果表示在一定溫度范圍內，氣溫的上升會增加稻米生產量，但如果氣溫高于某個臨界溫度值后，水稻產量則與氣溫呈負相關。經計算，稻米生長發(fā)育的最高適宜溫度約為32℃，這一結果符合我國往年水稻生長期氣溫狀況。但是近年來，全球變暖導致我國年均溫有明顯的上升趨勢，超出水稻的最適宜生長溫度界限，水稻生長發(fā)育加快，這不利于水稻分蘗數增加，將導致水稻總干重和穗重下降。另外據研究表明，在一定溫度范圍內，隨著氣溫每增高1°C，水稻的生育期會縮短7天到8天;而如果氣溫增幅大于2.5℃，則稻米單產也會不斷減少。例如，近年來，長江中游地區(qū)早稻生育期大約縮短了5天，而晚稻的生育期大約縮短了4天，這使得該地區(qū)雙季稻產量明顯下降。另一方面，溫度升高容易引起高溫熱害等災害，它會造成稻米呼吸作用加強和莖鞘運輸功用減弱等現象，導致養(yǎng)分的損耗增加和運輸不通暢，造成稻米結實率下降，從而造成產量下降。

水稻對水分和光照的要求很高，生長期的不同階段對水分和光照的要求是不同的。全球變暖導致我國夏季和冬季降水量顯著增加，影響了水稻生長期內的水分和光照條件，從而影響水稻產量。我國北方稻區(qū)生長季平均降水量低于水稻生長期需水量，其中西北區(qū)年平均降水量僅350mm左右，僅靠降水，遠遠滿足不了水稻生長期對水分的需求。所以全球變暖導致的降水量增加，可促進當地稻米生產量的提高。與此相反，南方稻區(qū)原本年降水量足夠充沛，全球變暖導致各地區(qū)近年來降水量迅速上升，遠遠超過水稻生長需水量的極限值。高強度的降水，不僅導致稻田土壤含氧量、水稻分蘗數的下降，大大延緩了水稻生長發(fā)育的速度，還大大增加了洪澇、暴雨等災害爆發(fā)的可能性，不利于水稻的開花授粉。同時降水過多會導致日照時間縮短，水稻無法獲得充足的光照，影響光合作用的進行，影響水稻籽粒的形成，并最終影響水稻總產量。

另外，我國極端天氣現象頻繁發(fā)生，形成了旱時更旱，澇時更澇的不利局面，農業(yè)災害頻發(fā)。同時由于全球變暖的影響，農業(yè)災害的受災地區(qū)范圍不斷擴大，受災程度不斷加重，造成水稻產量急劇減少和巨大的經濟損失等后果。例如近年來我國長江以南地區(qū)極端降雨現象發(fā)生次數頻繁，甚至導致了洪水、泥石流、山體滑坡等次生災害，毀壞了大量的農業(yè)基礎設施建設，對農業(yè)生產造成了不可控制的影響。除了毀壞農業(yè)基礎設施建設，極端天氣現象也大大增加了農業(yè)生產的成本。由于極端天氣的影響，使水稻原本可以自然獲得的光照、水分等資源需要人們人工給予，大大增加了生產成本。

2.2全球變暖對水稻質量的影響

全球變暖很大程度上是由于溫室氣體的大量排放引起的，據研究表明，溫室氣體的排放會導致稻米品質的下降，二氧化碳氣體在溫室氣體中占據主導地位。空氣中二氧化碳濃度的上升一定程度上會對水稻的光合作用產生不利影響，從而影響水稻質量。郭夏宇等人對白莉萍的研究和楊連新等人的發(fā)現進行研究分析，他們從中得出結論：二氧化碳濃度的升高會提高水稻籽粒直鏈淀粉的含量，從而導致人體體內重要營養(yǎng)元素鐵和鋅的濃度下降。并且二氧化碳等溫室氣體濃度的升高使稻米的惡白粒率、惡白度、糊化溫度和最高粘度極顯著提高，整精米率極顯著降低，稻米氨基酸等營養(yǎng)物質含量明顯下降。這些研究結果證明了全球變暖一定程度上導致水稻品質下降。在當今人民追求高品質生活的時代，這一改變應該引起關注與重視。

3.應對全球變暖對水稻生產影響的措施

3.1研發(fā)選育高產優(yōu)質抗逆性強的作物新品種

在全球變暖的背景下，我國氣候一定程度上有所改變，水稻生產區(qū)的自然條件也隨之改變。1973年，袁隆平實現了“三系” （即雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢復系）配套，培育出了雜交水稻，并于1976 年開始在全國大面積推廣應用，相較于普通水稻，這種雜交水稻在生長勢和產量方面都有很大優(yōu)勢大大提高了我國水稻的產量。雜交水稻的出現說明一定程度上人類可以對作物種子施加影響，使其使用自然環(huán)境和人類生產需要。而今面對水稻質量產量下降的雙重危機，我國應該根據現實自然條件研發(fā)選育高產優(yōu)質抗逆性強的水稻作物新品種，因地制宜地進行糧食生產經營活動。根據不同水稻生產區(qū)易發(fā)多發(fā)的農業(yè)災害，著重提高水稻品種的抗病抗災性，做到有重點，有針對性地改良水稻。

3.2加強災害性天氣的預測預報及預防工作

水稻生長發(fā)育時期對于水分、光照、溫度等條件要求比較苛刻，連續(xù)高溫或低溫寡照等天氣都會對水稻成長和產量帶來不良反應。近幾年來，水稻生產期內災害性天氣出現較頻繁。例如2015年8月至9月，我國長江中游地區(qū)出現了連續(xù)高溫天氣，導致當年水稻產量大受影響。因此，做好對農業(yè)極端災害性天氣的預測預報及防范管理工作，進一步改善提高氣候變化和氣象災害自動監(jiān)測預警系統，建立各級氣象災害應急管理系統和完善的救災應急體系，提高防災抗災能力，爭取能在第一時間對突發(fā)、重大氣象災害進行控制，將全球變暖對水稻生產造成的影響降到最低。

3.3重新安排水稻種植布局和種植時間

隨著氣溫和降水量的變化，原有各地水稻種植區(qū)的種植面積或擴大或縮小，或北移或南移，種植制度也在一定程度上有所改變。我國農業(yè)生產者應該時刻關注自然條件的變化，因時而變，順應自然，懂得變通，根據當下的自然條件決定水稻的種植范圍和種植制度，不囿于常規(guī)。根據Reyenga等人和鄭小華等人的研究，我們可以基本得出在全球變暖的大背景下，水稻種植界限將不同程度地北移。由趙錦等人研究分析，我們發(fā)現在全球變暖的背景下，南方熟制為一年一熟和一年二熟的地區(qū)面積明顯縮小，而熟制為一年三熟的地區(qū)面積擴大，南方地區(qū)多數種植界限有北移西移的趨勢。根據現實自然情況重新合理布局水稻種植布局和種植時間，一方面有利于防止農業(yè)資源的浪費，另一方面有利于最大限度利用自然資源，提高水稻產量。

參考文獻：

[1]《科技部 環(huán)境保護部 氣象局關于印發(fā)〈“十三五”應對氣候變化科技創(chuàng)新專項規(guī)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.

[2]本刊編輯部. 引領世界潮流的中國水稻業(yè)蓄勢待發(fā)[J] 糧食科技與經濟 2003，5：14—15.

[3]曾小艷，郭興旭. 極端天氣、糧食產量波動與農業(yè)天氣風險管理[J]. 江蘇農業(yè)科學，2017，45（11）：306-309.

[4]曾志勇. 氣候變化對農業(yè)影響的研究進展與前沿———以水稻為例[J]. 江蘇農業(yè)科學，2019，47（3）：20-26.

[5]郭夏宇，艾治勇，龍繼銳. 氣候變化對中國水稻生產的影響[J] 湖南農業(yè)科學 2018，7：51-54.

[6]韓芳玉，張俊飚，程琳琳，童慶蒙，劉勇. 氣候變化對中國水稻產量及其區(qū)域差異性的影響[J] 生態(tài)與農村環(huán)境學報 2019，35（3）：283-289.

[7]邵光普. 從地理學角度看中國氣候變化[J] 河南科技 2019，1：146-148.

[8]許吟隆. 氣候變化對中國農業(yè)生產的影響與適應對策[J] 農業(yè)科技培訓 2018，11：29-31.

[9]袁隆平. 中國雜交水稻的研究與發(fā)展[J]. 科技導報， 2016， 34（20）： 64-65.

[10]張玉周. 氣候變化背景下我國糧食安全面臨挑戰(zhàn)及其應對[J] 中州學刊 2018，9：43—46.