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气候变化对河南省农业生产的影响及对策.rar

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    气候变化 河南省 农业生产 影响 对策
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    第 1 页 (共 11 页)气候变化对河南农业生产的影响及应对策略作 者:娄露玲指导教师:王书转摘要:近年来,全球气候呈现变暖趋势。气候作 为一种农业资源,其 变化对农业生产和粮食安全有着重大影响,并且日益成为人们关注的热点问题之一。在全球气候变暖的大背景下,河南省气候变化趋势与全球基本一致,但又表现出明显的地域特色。本文通过对 河南省近年气候、降水等气象资料的分析和研究, 阐述了气候变化对河南省农业生产的影响及对策措施,以期对河南农业可持续发展提供参考。关键词:气候变化;农业生产;河南引言气候是一种重要的资源,包括系指各种气候因子的综合:太阳辐射、日照、热量、降水、空气及其运动性;是地球上生命现象赖以产生存在和发展的基本条件,也是农业生产过程中不可或缺的极其宝贵的资源。因此,研究气候变化对农业的生产和发展至关重要 [1]。在全球气候持续变暖的背景下,近百年来中国的气候也是变暖的,增暖的幅度为 0. 5~0. 8℃ [2],这使我国面临众多的气候与环境问题,引起决策者、科学界和公众的共同关注。目前,对气候变化问题的研究有很多。研究表明,气候变化有地域特点,不同纬度、不同地区的气候变化是有差异的。河南省的气候变化也具有其自身的特点。河南省位于黄河下游,华北平原南部,秦岭山系余脉东段。属于亚热带向暖温带的过渡地带,适宜于多种农作物生长,是全国最大的粮食生产基地,也是全国小麦, 棉花、油料、烟叶等农产品的重要生产基地 [3]。粮、棉、油等主要农产品的产量位居全国各省市区前列。农业生产特别是粮食生产直接关系到社会的稳定和可持续发展,而农业是主要气候脆弱生态系统领域(农业、水资源、自然生态系统和其他领域等)任何程度的气候变化都会给农业生产及其相关过程带来潜在的或明显的影响 [4]。因此,深入系统地诊断河南第 2 页 (共 11 页)地区气候变化及其对农业的影响,对合理利用气候变化背景下农业气候资源以及农业防灾减灾具有重要意义。本文对河南省气候变化特征及其对农业的影响进行了简单的介绍,并初步探讨应对气候变化的措施,以期对河南省农业减灾防灾建设和可持续发展提供参考,确保河南省农业又好又快发展。1 河南省气候变化的特征2007 年 IPCC 第 4 次评估报告指出, 1906~2005 年的 100 年间,全球平均地表温度上升 0.74℃,北半球高纬度地区温度升幅较大,中国年平均温度增加幅度为 0.78±0.27℃,略高于全球同期平均值 [5]。实证研究表明,中国内陆热带地区、华南地区、黄淮海平原和西北地区等地气温均呈显著升高的趋势。CO 2 年排放量不断增长,未来20~100 年中国地表气温将明显增加 [6]。2020 年全国年平均气温将比1950 年升高 1.68℃,气候向暖干的趋势发展 [7]。21 世纪末,中国气候变暖范围在 1.6~5℃之间 ,年降水量增加 1.5%~20%;北方增温幅度大于南方,降水的增加也主要集中在北方;冬季明显变暖,冬、春季降水显著增加 [8]。河南省在过去的半个多世纪气候变化与中国气候变化趋势基本一致。主要表现在:1.1气温1.1.1 年际变化由图 1[9]的气温变化趋势和拟合方程可以看出,在全球气候变暖的大背景下,近 25 年来河南省年平均气温的增温态势十分明显,年平均气温约以 0.05℃/a 的速度上升(通过 α=0.01 的显著性检验), 大于近 50 年来全国的增温速度(0.0168℃/a) 。此阶段年平均气温最高的是1998 年,为 15.1℃;最低的是 1984 年,为 13.1℃ [9]。1.1.2 季节变化各季平均气温年际变化趋势分析结果见表 1[9]。由表中趋势方程可知,各季的平均气温从 80 年代以来均呈上升趋势:春季和冬季的上升趋势极显著,而夏、秋季变化趋势不明显。冬季温度上升最第 3 页 (共 11 页)快,近 25 年上升了约 1.8℃,平均每 10 年上升约 0.7℃。可见,冬、春季温度升高对年平均气温上升的贡献最大,也说明近年来的气候变暖主要是冬、春季的气候变暖 [9]。图 1 河南省年平均气温变化趋势表 1 河南省各季平均气温的年际变化特征方程注: **表示通过 α=0.01 的显著性检验,引用自方文松等《河南雨养农业区土壤水分与气候变化的关系》,有所改动。1.2 降水趋势方程 相关系数(R)春季 Y=0.0641X-112.990 0. 5018**夏季 Y=0.0269X-27.943 0.3333秋季 Y=0.0391X-63.282 0.3611冬季 Y=0.0735X-144.46 0. 6202**第 4 页 (共 11 页)图 2 河南省年降水量变化趋势图由图 2[9]年降水变化趋势和拟合方程可以看出,近 25 年来河南省的年降水量变化趋势不明显,年降水量呈随机变化过程,最大年降水量出现在 2003 年,距平值为 238.9mm,最小的是 1997 年,距平值为-237.8mm,极差达 476.6mm。另外,各季降水量变化趋势分析结果也未显示出明显的变化趋势(见表 2) [9]。表 2 河南省各季平均降水量的年际变化特征方程趋势方程 相关系数(R)春季 Y=-0.8729X+1869.0 0.106夏季 Y=4.4486X-8487.2 0.2865秋季 Y=-0.946X+2036.5 0.1877冬季 Y=0.7823X-1522.1 0.228注:引用自方文松等《河南雨养农业区土壤水分与气候变化的关系》 ,有所改动。2 气候变化对河南省农业生产的影响研究表明,河南省农业经过半个多世纪的发展,取得显著的成绩。但是其农业生产仍面临许多问题,例如人多地少;农业基础设施脆弱,抵御自然灾害能力弱;市场竞争力低等。而气候的变化,对河南农业的发展提出了更为严峻的挑战。2.1 农业生产的不稳定性增加气候变暖后,由于作物生长发育加快,生长期普遍缩短,将减第 5 页 (共 11 页)少干物质积累和籽粒产量。有研究表明,生长于 6-31°N 的水稻结实期在温度上升 1~2℃时产量将下降 10%~20%,纬度越高,影响越严重 [4]。在作物生长期缩短的同时,养分积累时间的减少,降低了品质。特别是负积温减少,不利于冬小麦越冬期期间的耐旱锻炼,对小麦的品质有一定影响。降水的变化也在一定程度上制约着气温升高对作物产量的影响。气温升高使蒸发量增加,又会减小水分的有效性,使土壤变干,干旱发生的机率加大,由于水分亏欠抑制了热量资源增加所发挥的作用,某些粮食将减产。在河南地区,异常冬暖会加快小麦生育进程,使之提前进入拔节始期,增加遭遇“倒春寒” (在春季天气回暖过程中出现温度明显偏低,对作物造成损伤的一种冷害)天气而发生倒春寒的概率。在2010 年 3 月初,受南下冷空气和暖湿气流的影响,河南大部分地区出现大范围降雨,一些地区甚至出现雨夹雪。河南南部阴雨天气持续多日。连续阴雨易产生渍害,低温、寡照对冬小麦、油菜等越冬作物生长不利。而此时正值冬春转换季节,是越冬作物返青、起身的时间。这给河南农业生产带来了巨大损失。2.2 气象灾害频发我国地处东亚季风区,是世界上气象灾害发生最为频繁的国家之一。近年来,温室效应以及全球气候的变化进一步加剧了气象灾害频发的趋势,这给中国农业生产带来巨大的影响。河南省地处该季风区,无疑将会受到影响。季风气候区降水年内年际之间变化大,这使得河南地区旱涝灾害频繁,尤其是在春季,正值春小麦返青灌溉季节,农业用水量大,但此时河南大部分地区降水较少,形成“春旱” 。豫北地区最严重,豫东豫中次之,豫西沿黄河和豫东南又次之,豫西山地灾害程度最轻,频率最低。 从河南近年来降水量的变化来看,降水量呈减小的趋势,但这并不意味着河南洪涝灾害的危害有所减轻。降水受季风进退影响大、降水集中、降水变率大是我国降水的基本特征。在这样的背景下,气候变暖导致冰川雪山融化,不仅会使沿海、沿江被围垦的农田受淹,而且增加了洪涝灾害的隐患。1991 年河南洪涝灾害面积达到 1800第 6 页 (共 11 页)千公顷。2003 达到了 3204 千公顷占受灾面积的 64%之多。干旱灾害在 1991 年达到 3128 千公顷,2000 年旱灾的受灾面积 2960 千公顷占受灾面积的 80%还要多。2.3 改变农业气候条件和种植制度在全球气候变暖的背景下,河南省气候呈现相同的趋势。最明显的就是积温的增加,各地热量资源有所提高,使各地的潜在生长季节有所延长,有利于多熟种植,并使当前多熟种植的北界向北推进。但是,农业的发展受热量和水分等多种因素制约。因此,未来河南省种植制度的变化效果很大程度上取决于水资源的动态分布,最终的界限变化不会太明显。2.4 农业成本和投资增加气候的变化会相应的增加农业的投入,使得农业的投资和成本增加。这主要表现在:(1)气候变暖有利于各种病虫害安全越冬和杂草蔓延,如小麦红蜘蛛、蚜虫、玉米螟虫、黑穗病等,对农业生产构成严重威胁。因此,要采取有效措施,减少和避免病虫害的发生与危害。杀虫剂和除草剂的投入将随之增加。 (2)气候变暖使得地表蒸发面积增大,灌溉面积和灌溉量增大,增加农业基础设施的投入。 (3)较暖的气候条件下,土壤有机质的微生物分解速度加快,长此下去将造成地力下降,必须依靠施肥来增加土地的肥力。总之,气候变暖将会加大农业的投资和生产成本的提高,最终会造成粮价不断上涨,不利于国民经济又好又快发展。3 气候变化背景下农业应对措施3.1 政策措施自然生态系统在一定程度上可以自动地适应气候变化,而人类可以采取一系列适应性行动,有计划地适应气候变化比自然生态系统自动适应气候变化带来更好的效果。这主要是通过对气候变化的研究,有计划地采取措施,减少不利影响,发挥有利影响。3.1.1 全面加强并落实防灾减灾的法制建设进一步完善和强化《中华人民共和国减灾规划》 、 《防洪法》 、第 7 页 (共 11 页)《森林法》 、 《水土保持法》等一系列政策法规,加强立法和执法工作,走法制化和制度化减灾之路。通过建立健全组织机构、完善农险法律体系、创新农险经营方式、设立权威赔付评估机构、加大宣传力度,进一步发展农业保险,以增强农民投资和再生产的积极性。3.1.2 调整耕作制度相关分析表明,河南省大部分地区冬季和春季会出现强冷空气、寒潮、霜冻以及倒春寒,但持续时间比较短。随着冬季气温升高,冬小麦越冬期缩短,因此,可通过适当推后冬小麦的播种期,以避开春季提早进入拔节的小麦所受到的伤害,提高全年粮食产量。3.1.3 加强生态环境建设积极建立农业自然资源监测和预报预警系统。加强农业可持续发展技术研究和项目建设,优化农业生态建设,建设“绿色家园” 。实施退耕还林、防沙治沙、天然林区保护等生态工程。利用现代先进技术,把植物栽培与动物和生物饲养等有机结合起来,建立循环种养结构,提倡并实行种植业套种、间种、复种,对有限的资源进行综合利用和多层次开发。3.1.4 发展设施农业,提高农业抗御自然灾害的能力河南地处黄淮海平原腹地,气象灾害类型多,发生频率高。因此,必须发展设施农业,合理利用气象资源。如塑料大棚、温室可以在一定程度上抵御严寒、干旱、暴雨、病虫害灾害;研究与推广农业的高产、稳产措施;在缺水少水地区,开发利用雨水集蓄技术和浅层地下水技术,增强农业抗旱能力。3.1.5 制定减灾应急预案政府以及各相关部门加大对气象科学的研究,掌握农业自然灾害发生的规律,提高预测能力,制定各种防旱抗涝、抵御寒潮、病虫害等的减灾应急预案。确定农业生产避灾减灾的种植模式,以提高农业适应气候变化的能力。3.1.6 提高公众应对气候变化的意识农业是国民生产中的基础部门,农业能否快速健康发展,农民至关重要。因此,在应对气候变化对农业的影响时,必须提高农民应对的意识。政府可以通过讲座、电影电视、黑板报、画册、现场指第 8 页 (共 11 页)导等宣传措施,提高农民应对气候变化的能力,提高社会公众的意识,为有效应对气候变化创造良好的氛围。3.2 农业技术性措施3.2.1 选育抗逆性强的农作物品种,增强农作物抵御自然灾害的能力随着气候变化,一些地区原有的一些农作物品种可能不能适应气候变暖的环境,从而出现减产受灾等问题,但如果引入适应气候变化的新品种,则可以提高农作物的产量。从外地引种是一种行之有效的育种途径,在不同地区之间引种,影响作物生产的主要是气候因素。例如,目前,一些地区冬小麦品种将因冬季无法经历足够的寒冷期以满足春化作用对低温的要求而被其他冬小麦品种取代 [10]。豫南地区要引进培育耐高温、耐涝的水稻新品种,而西南地区要引进和培育耐高温、耐旱的水稻新品种。气候变化将迫使科研机构选育抗逆性强作物新品种。首先是增强农作物的抗逆性:包括耐高温、耐干旱、抗病虫害的优质农作物新品种,以应对气候变暖和极端天气气候事件的影响;抗紫外线,特别增强对 UV-B(又称为中波红斑效应紫外线 ,波长275~320nm。中等穿透力,它的波长较短的部分会被透明玻璃吸收,日光中含有的中波紫外线大部分被臭氧层所吸收,只有不足 2%能到达地球表面,在夏天和午后会特别强烈)的抗性;耐盐碱的农作物新品种,即使在盐碱地盐碱性加重时也不影响对盐碱地的开发利用。其次是改善农作物的生理特性:包括选育高光合效能和低呼吸的品种,即使在生育期缩短的情况下也能取得高产优质;对光周期不敏感品种,即使在种植界限北移时也不因日照条件的变化而影响产量 [2]。3.2.2 加强农业水利基础设施建设河南地表水资源约 313 亿立方米,居全国中等水平。境内有长江流域、淮河流域、黄河流域、海河流域等。总的来看,河南地表水有限,地下水丰富,客水量大。近年来,气候变化使得河南地区旱涝灾害严重,加强农田水利防洪建设成为发展农业的重中之重。另外,防洪工程对于抵御洪涝灾害具有极其重要的作用,目前河南省大部分地区的防洪工程标准偏低,为应对未来潜在的洪涝灾害,需要完善江河湖海防洪工程体系,将防洪标准提高到 50~100 年一遇的标第 9 页 (共 11 页)准。应当开展大中型抗险水库及小型水库除险加固工程,以保障水库下游地区安全。3.2.3 加强农业气象监测和预测,减轻危害损失增强关于气候变化的科学研究。加强气候变化领域的基础研究,积极开展气象预测、监测的科研、服务、应用,以提高对极端天气事件的预报、预警能力,达到减灾防灾的目的,以最大限度减少极端气象事件对农业的影响。开展农业卫星遥感的研究和应用,用高技术、新技术指导农业的发展。加强自主创新能力,力争在能源开发、节能和清洁能源技术等方面取得进展,农业、林业等适应技术水平得到提高。另外,要扩大气象信息的传递渠道,如通过“12121”声讯电话、手机短信平台、农网等,加强人工影响天气的标准化基础设施建设,增加作业基地。协同多部门开展长期的农业气象灾害研究,为有效预防和减轻气象灾害对农业生产的影响提供科学决策依据。3.2.4 大力发展节水农业种植技术气候变暖和干旱将使水分成为困扰农业发展的重要因素,应大力发展节水农业。改善灌溉系统和灌溉技术,推行畦灌、喷灌、滴灌和管道灌,加强用水管理,实行科学灌溉;改进抗旱措施,开发节水高效种植模式和配套节水栽培技术。推广农业化学抗旱技术,如利用保水剂作种子包衣和幼苗根部涂层、在播种和移栽后对土壤喷洒土壤结构改良剂、用抗旱剂和抑制蒸发剂喷湿植物和水面以减少蒸腾和蒸发、开发活性促根剂促根抗旱;推广地膜或秸秆覆盖技术与节水农业发展模式来抑制蒸发 [2]。4 结语从以上的研究结果看:河南地区热量资源增加总体对农业是利大于弊,水资源减少则是弊多于利。但是,作物的种植格局对气候变化的响应方面,必须要统筹考虑热量和水资源的变化及影响,坚持农业可持续发展的原则,引导和协调作物格局的改变。河南省地形复杂,处于亚热带气候向暖温带的过渡地带,气候变化复杂多样。因此,在研究气候变化对农业的影响时,要因地制第 10 页 (共 11 页)宜,针对不同区域,运用不同的研究方法,采取不同的措施。气候变化对农业影响研究存在较大的不确定性,主要源于气候变化事实研究的不确定性、研究区域的差异性、多数研究仅着眼于部分或局部地区等空间尺度的局限以及研究方法和所用资料的差异等多方面因素,改善上述问题有利于减少研究的不确定性。另外,改善未来气候可能变化的科学信息也有助于此类研究,然而不论未来几十年内所产生的此类信息可靠程度如何,它们对评价气候的农业影响并不是充分和必要的条件。气候本质上就是变化的和不确定的,在评价其农业影响时必须认识到这个事实 [11]。参 考 文 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