气候变化对农业的影响范文
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篇1
目前,大气环流模型GCMs(GeneralCirculationModels)是预测地球气候对温室气体浓度增加的反应的最常用方法,这些模型是根据大气物理的基本定律建立的。为了模拟气候变化的过程,GCMs把地球分成许多网格小区,每个网格作为面积单位来评价气候的变化。上个世纪地球表面温度上升了0•3~0•7℃,这与模型的模拟结果基本一致。模拟结果显示,假设温室气体继续以目前的速率排放,那么,每隔10年全球温度可能将增加0•3℃(0•2~0•5℃)。到2025年全球温度将增加1℃,到下个世纪末温度将增加3℃。这样一种变化趋势表明,全球变暖的强度和速度是前所未有的。由于大气成分变化与气候变化存在时滞效应,因此即使现在立即采取措施阻止温室气体的排放,也不可能很快消除过去人类活动所造成的累积效应,它将在今后数十年反映出来[12]。温室气体增加(与二氧化碳浓度倍增等值)产生的气候情景常常作为GCM实验的终结点。达到此水平的日期估计在2025至2070年之间。那时欧洲的增温幅度大约在3~6℃之间,增温最高的可能在高纬度地区,而且冬季增温比夏季高[12]。对农业生产来说,降雨的变化可能比温度的变化显得更重要,尤其是缺少降雨的地区。作为水循环强化的结果,将来全球降雨量会增加,但不同的地区会有差别,如南欧和西欧降雨将会减少。我国气候变化趋势与全球基本一致,80年代平均气温比70年代高0•16℃,比60年代高0•22℃,比50年代高0•25℃[3]。90年代比80年代有明显的变暖趋势。但在不同地区,不同季节,变暖的幅度不一致。如我国东北及南方沿海地区有明显变暖趋势,而华北、华中、西北大部分则可能干旱。变暖幅度北方明显大于南方,而且变暖最明显的季节是冬季。
2气候变暖对农业害虫的潜在影响
2.1地理分布范围扩大
一个种的分布范围极大地受地理障碍和气候的影响[14],气候变暖使得在分布区边缘的昆虫有可能向区外扩展,这点可以从昆虫化石所获得的古气候学中得到说明。例如,从化石中确定的21种鞘翅目昆虫种类,在120000年以前的温暖期在英国是有分布的,但现在有6种已经消失,而在欧洲南部,所有这些种类却都能找到[8]。在决定昆虫全球分布的因素中,低温往往比高温更重要[10]。目前受低温限制的种,将来有可能在较高的纬度地区越冬,因而增加了有害生物向两极扩散的机会。同时,分布在低海拔地区的种,也有可能向高海拔地区迁移。如果温度达到致死上限,或者降雨成为限制因子,那么,也可能出现空间分布的收缩。由于害虫紧密依赖于可供利用的寄主作物,因此,当寄主作物种植区域因气候变化而改变时,害虫的分布就受影响。假如温度的变化允许作物逐渐向两极方向的某些地区种植,那么,作物和害虫就可能扩展到这些新的地区,但两者迁入的时间可能有先后。需要指出的是,理论上,气候变暖会使作物的种植北界将向北移动,但实际情况常落后于理论分析。并且除了温度、食物等关键因子外,还有许多其它因子也影响害虫的分布。因此,气候变暖后害虫的实际分布区域可能低于理论值,且有地域差异。
2.2越冬界线北移
冬季对许多害虫来说是极其重要的季节,这是由于冬季的极端低温使死亡率显著增加,到春季时种群的密度就下降。生活在高纬度地区的害虫,越冬存活率和春季开始活动的时间在农业生产上是十分重要的,因此,冬季气候变暖对昆虫所带来的影响不容忽视。GCM模型的预测表明,将来冬季的温度变化是最大的。这将使许多害虫的越冬存活率提高,并使某些种的越冬界线北移。研究表明:在气候变暖的情形下,北美的玉米螟种群,其密度会高于目前的水平。在我国,气候变暖后,1月0℃等温线将向北移动,冬季低于0℃的日数减少,粘虫的越冬北界将北移大约1个纬距[2]。稻纵卷叶螟的越冬北界将北移1~2个纬度1)。1986~1987年冬季,在我国稻飞虱常年越冬地区(包括广东、广西南部、福建南部),气温为建国后同期的最高值或次高值,且暖而少雨,稻飞虱不仅能在常年安全越冬的地区安全越冬,而且能在常年不能安全越冬的地区安全越冬,越冬区域扩大,越冬北界比常年北移了1至2个纬距[7]。
2.3种群增长率改变
昆虫的发育率极大地影响其种群的增长率,而发育率又受温度、湿度影响,当这些条件处在最适点时,发育率达到最大。因此,温度和降雨等环境条件高于或低于最适点,就可能使发育率加快或减慢。在致死高温限下,温度越高,发育率越快,因而繁殖成熟时间减少,种群增长加快。这种影响在高纬地区特别重要,因为目前这些地区的温度,尤其在春季,常常成为昆虫分布和发育的限制因子。在长期的适应过程中,害虫与作物之间在生物学或生理学方面,直接或间接地建立了某种固有的联系。作为对温室气体浓度增加的反应,作物本身将发生生理变化。大气中二氧化碳浓度的改变,直接影响叶片的碳/氮比,使作物的含碳量升高而含氮量降低,害虫为满足自身对蛋白质数量的生理需求,将增加取食量。因此作物自身的生理变化将使害虫的取食为害加重[1]。Rhoades[16]指出,害虫暴发很可能与作物对气候变化的反应程度有关,如果植物的防御系统因气候变暖而被减弱,就降低了对害虫的抗御能力。我国山东曲阜市90年代以来棉铃虫的为害呈加重趋势与暖气候有一定的关系。如用T表示该地4月下旬的平均气温(单位:℃),用N表示第二代棉铃虫发生量(以百株累计卵量计算,单位:粒),当T<15时,N<40;T为15•1~16•5时,N为41~100;T为16•6~17•0时,N为101~200;当T为17•1~17•7时,N为201~350;T>17•8时,N>351。1992年和1993年的T值分别达17•8和18•7,相应的N值为1659和867,其发生等级均达到五级,而且第一代棉铃虫的残留量均随T值的升高而增加[6]。
2.4世代数增加
地球温度升高,将使昆虫发育率加快,发育时间缩短,预计多化性昆虫会随温度升高而增加其发生世代数。如北美的棉铃虫(H.zea),芬兰的麦杆蝇(Oscinellafrit),麦叶蝉(Javasellapellucida),新西兰的苹全爪螨(Panonychusulmi),以及苹果蠹蛾(Cydiapomonella)等害虫,它们的世代数期望会增加。我国的科学家经研究指出,粘虫发生的某些地区,其有效积温年增总值超过685度日时,粘虫可能在这些地区多发生一代。1992年秋季华北气温偏高,棉铃虫比常年多发生一代不完全的世代不完全第五代[4]。90年代江苏省东台市棉铃虫大发生,1994年发生了近年少见的虫情,这与气候变暖也有一定关系[5]。气候变暖后,稻褐飞虱的发育速率加快,各虫态发育历期缩短。在全年繁殖气候带一年可繁殖10~12代,在越冬气候带一年可发生7~9代,在迁入气候带一年可发生3~7代,即在各气候带内均可多繁殖一代。在温度增加3±1•5℃的条件下,稻纵卷叶螟的发生世代将增加1~2个世代1)。多化性种世代数的增加,意味着允许多建立一代的种群。例如,1988~1989年英国特别温暖的冬天使蚜虫发育提前,加上越冬成蚜数量大,导致许多作物严重受害[15]。日照也是影响昆虫发育的一个重要因素,如欧洲玉米螟,温度与光周期的相互作用引起滞育。夏末光周期减少是否被高温抵消从而增加一个世代,目前还不清楚。
2.5作物-害虫同步性改变
害虫活动的时间,是与作物的生长有关的,这就是我们所说的物候学,它直接影响害虫为害的程度。有时候害虫种群的密度比较高,但由于作物不是处在脆弱期,所以没有引起严重为害。气候变暖引起害虫发育加快,使害虫种群在作物幼嫩敏感期就达到猖獗水平,因此引起严重为害。据估计,气候变暖会使美国的一些作物提早受棉铃虫的侵害,并可能达到显著经济损害水平。同样,在新西兰,苹浅褐卷叶蛾的始见期预计也会提早,如果冬天没有激冷,该虫的发生期将会延长。另一方面,那些依赖第二寄主作物而得以生存发育的害虫,将通过对第二寄主作物的作用而间接影响作物-害虫的同步性。
2.6种间关系变化
有很多证据说明,害虫天敌如致病菌、寄生物、捕食者等能够很好地控制害虫种群。温度在不同程度上影响着害虫天敌的行为、死亡和代谢,因为对具体某种天敌和害虫来说其最适温度因气候变暖而会改变,因而影响害虫-捕食者、害虫-寄生天敌等的种间关系。当自然控制的关系被扰乱,害虫种群暂时得不到控制而迅速繁殖,就出现害虫暴发。气候加上由此引起的农业其他方面的变化会打乱害虫-天敌的种间关系,改变生物防治的效果。结果,以前是次要的害虫由于失去天敌的控制而可能成为新的主要害虫。一般来说,天敌对增长缓慢的害虫种群影响最大。但如果气候变暖,害虫发育率增加,种群增长加快,就有可能使天敌控制跟不上。地理分布范围的扩大以及生长季节的延长,会引起新的种间关系。Kurppa[13]推测,燕麦长管蚜(Sitobionavenae)和Metapolophiumdirhodum很可能成为芬兰将来小麦的重要害虫,这是因为生长季节的延长更有利于这两种害虫的繁殖,而现在的主要害虫稠李缢管蚜(Rhopalosi-phumpadi)将相对不那么重要。在热带地区,白天温度变动较大,促使昆虫种间活动的日节律(日周期)分离,甚至改变群落中种的成分。中纬度地区农田生态系统害虫的暴发常常与温暖干旱天气有关,这预示气候变化会引起种间关系分化从而导致害虫群落的不稳定。
2.7害虫迁移入侵风险增高
许多昆虫是迁飞性的,那些因气候变化而日益成为害虫适生的地区,就成为这些昆虫选择迁飞的目的地。有人分析,将来气候逐渐变暖,欧洲大陆昆虫的大量迁飞,使英国有可能出现大范围的害虫暴发。如果外迁性昆虫的繁殖地区逐渐向英国扩展,前面所说的暴发频率将更频繁。对某些害虫种来说,单独一年的有利天气并不一定引起暴发,但是,如果在某一地区,温度是昆虫发育与存活的主要限制因子的话,气候变暖就大大促进其他条件向有利于害虫的方向发展。例如,1986~1988年的好天气,使沙漠蝗(Schistocercagregari-a)的种群数量急剧增加,结果入侵了几乎所有的非洲国家,目前该虫的北界已经到达南欧。科学家已经对有上述行为的昆虫进行过研究。例如,Crawford等人[9]认为Lep-eotarsadecemlineata将来在英国建立种群的风险增大,该虫是马铃薯的重要害虫,目前已经在法国和比利时的北海岸发现。在新西兰,由气候变化引起害虫入侵的风险是最大的威胁。目前在新西兰北岛观察到蝗虫行为的变化,显示有开始群集的可能性,这些现象被认为是温室效应影响害虫种群的有力证据[11]。Rhoades[15]报道,某些植物能够改变它们的化学成分,使本身的组织尽量不利于害虫的生长。但是,一些害虫可能入侵的新地区,那里的作物没有迅速完善它的防御机制,因而易受新入侵害虫的为害。如果气候变化有利于引入新的非抗性作物或品种,新的农业害虫问题将会出现。
篇2
1.年平均气温年际变化
我场年平均气温年代变化十分明显。六十年代平均为1.0℃,七十年代平均比前十年平均升高了0.7℃,而八十年代平均达2.2℃,比七十年平均值高0.4℃,九十年代平均气温为2.5℃,2001-2009年年平均气温平均为2.6℃。
1.1生长季长度与无霜期
生长季长度是指稳定通过5℃初日至稳定通过10℃终日之间的长度。通过对近四十年资料普查,生长季长度和无霜期都表现为随年代变长。六十年代生长季长度平均为152天,无霜期平均120天,七十年代生长季长度平均为156天,无霜期平均为120天,八十年代生长季长度平均为160天,无霜期平均为124天,九十年代无霜期平均为128天,2001-2009年无霜期平均为130天。
1.2热量资源的变化对农业生产的影响
作物生长季长度、积温的增长,对于农作物的能量积累十分有利。并且从气候角度分析,积温的逐年代增长,粮食产量也应逐年代增长。经统计分析,我场积温与大豆、玉米单产的线性关性为:A=-221.1+0.16∑T>10℃ B=-623.4+0.38∑T>10℃
A为大豆单产,B为玉米单产,∑T>10℃为∑T>10℃活动积温
通过关系式可以看到积温每增减100℃,大豆单产增减产16斤,玉米增减产38斤。
实际也是如此,以大豆为例:六十年代大豆我场平均单产平均为148斤/亩,七十年代我场平均单产平均为158斤/亩,八十年代我场平均单产平均为165斤/亩,九十年代我场平均单产平均为182斤/亩,近几年全场大豆单产为206斤/亩。
1.3 对作物栽种布局和品种改良的影响
由于积温和生长季长度的变化,使我场积温带有所改变,按1983年的全场农业区划,温和气候带主要位于挠力河以西、以北的平原地区,而1997年的新农业区划细划,温和气、以南部分作业区,并且中南部的冷凉气候带有所缩小。这就使作物栽种布局有了改变。另外随着热量条件的改变和农业生产技术的提高,广大农民迫切需要高产、优质品种。实际上八十年代中期以前本地大豆主要以早熟的北丰9号和中熟的绥农1号为主,到了八十年代末,自发引进了中早熟品种合丰25号,而且效益相当显著,这说明品种改良到了非常迫切的地步。目前我场大豆以绥农14号、绥农11号、合丰50等中熟、中早熟品种为主。
2.降水量的年际变化
据气象站1962-2009年近48年降水观测资料分析,历年平均降水量575mm,六十年代平均为573mm,七十年代平均为578mm,八十年代平均为609mm,九十年代平均为588mm,2000-2009年平均降水量为549mm。1962-2009年作物生长季5-9月降水量平均为450mm,60年代平均为444mm,70年代平均为451mm,80年代平均为480mm,90年代平均为466mm,2000-2009年平均为406mm。降水量的年际变化差异较小,但是年降水量在年内各季分布极为不均匀,特别是在春季和夏季,这在降水变率上表现的更加明显。
2.1 水分资源的变化对农业生产的影响
通过对历史资料分析,我场九十年代以前水分供应表现为过剩状态,对历年粮豆亩产与生长季降水量进行方差分析得到线性关系如下:
A=275.16-0.24R(5-9月)
A为全县粮豆单产R(5-9月)为5-9月降水总量
分析表明:降水量多,产量下降,降水量少,产量上升。生长季降水量每增减100毫米,粮豆单产相应减增24斤。这主要是由于我场大部分耕地濒临江河,土质条件较差,加之排涝设施不完善所致,所以在九十年代以前我场在农业生产上洪、内涝是突出问题。九十年代以后,随着土壤改良、水利设施的完善,水分供应过剩问题逐渐转变为有利条件,洪、内涝得到了较大程度的克服。近些年来大气候背景的变化和我场场域植被的改变,使得我场发生旱情的机率比以往有所提高,九十年代以来旱灾机率大过了洪涝灾害,尤其春夏连旱对农业生产影响更大。
3 农业气象灾害防御重点的改变
1985年以前,低温冷害是对我农场粮食生产危害最大的农业气象灾害,出现机率达30%,其次才是旱涝灾害。而近几年由于热量条件的变化,低温冷害出现机率变小,1985年至今,仅1992年为低温年,而旱涝灾害却成了影响年内粮食丰收与否的关键。特别是涝灾,往往造成大面积农田减产,甚至绝产。因此,兴修水利工程,增强防涝抗旱设施,成了近几年防御农业气象灾害的重点。随着农业生产技术的提高和水利工程设施建设的发展,旱涝灾害正在逐渐减轻,而各季易发生的局地性气象灾害,如春季大风、冬季暴雪雪灾、夏季暴雨、冰雹等等以及它们衍生的自然灾害如泥石流、山洪等的危害成了防御重点。
4结束语
篇3
关键词气候变化;农业生态系统生产力;对策;西辽河流域
中图分类号S162.3文献标识码A文章编号 1007-5739(2012)08-0291-01
20世纪以来,地球表面温度升高,导致全球气候改变,各气候因素随之发生变化。全球气候变化必将对农业产生广泛的影响,而在农业生产过程中制约因素最为突出的就是气候因素。
西辽河流域位于内蒙古高原东南边缘向松辽平原过渡地带,是典型的农牧交错区,该地区人均粮食占有量超过1 t,超过全国人均占有量的2.5倍[1]。通辽市(西辽河流域的主体)历年粮食总产量约占自治区的1/4,商品粮占1/3,是内蒙古地区重要的商品粮和商品畜牧生产基地。如何保持该地区农业可持续发展,进一步稳产高产,起到“粮仓、米袋”的作用,已成为当前迫切需要解决的问题。
该文通过分析气候变化对农业生态系统生产力的影响,提出提高农业生态系统生产力的对策,以确保西辽河流域农业的可持续发展。
1研究方法(曲线对比分析法)[2]
通过查阅内蒙古统计年鉴,得出1995—2004年西辽河流域农业总产值及种植业、林业、牧业、渔业各产值[3],绘制曲线图,即可分析气候变化对西辽河流域农业生态系统生产力的影响。
2结果与分析
2.1气候变化
由于人类燃烧化石燃料及经济需求而砍伐树木等活动,释放大量的温室气体于大气中,从而引起全球及区域气候变化,主要表现在CO2浓度增加、气温升高、降水量趋于增加(但降水量的变化在不同的地区是不同的)和海平面上升(温度上升、冰川融化的结果)。而西辽河流域在1995—2004年的气候变化表现为CO2浓度增加、年平均气温升高和年降水量总趋势降低[3]。
2.2气候要素变化对农业各产值的影响
农业生态系统生产力(Agricultural on ecosystem scale,简称APES)是用统一量纲表示的农业生态系统保持自身健康的能力与为人类社会提供物质、能量、信息和生态服务的能力[4]。该文侧重农业产值(种植业、林业、牧业、渔业)的分析。
2.2.1气温对农业各产值的影响。从表1可以看出,1995—1996年种植业产值表现为增长趋势,但气温呈降低趋势,这是因为近年来盲目开荒使耕地面积由1995年的150万hm2增长为1999年的209万hm2,面积增加导致总产值的增加。1999—2000年耕地面积由209万hm2增加到2 025万hm2,造林面积由22万hm2增加到202万hm2,但种植业、林业产值减小,此时2000年气温也是历年中最低的一年,说明农业生产过程中气温是影响产量的重要气候因子。气温的升高可增加区域的积温和活动积温,延长生长期,提高地区的气候生产潜力,促进作物的新陈代谢,加速作物的生化作用,提高作物产量。另外,由于气温升高,土壤释放CO2量增加,农作物光合原料增加,最终会使农、林、牧业(一般放养的家畜可能会因暖冬受益,因为可以延长生长季节,饲料质量可能会稍有提高)产值增加。相反,气温低可降低产量。
2.2.2降水量对农业各产值的影响。从表1可以看出,1995—1999年降水量变动较大,但种植业产值呈增加趋势,这主要与西辽河流域的有效灌溉面积增加有关,有效灌溉面积从1995年的65万hm2增加到2000年的899万hm2。2000年有效灌溉面积最大,但农业各产值都较低,这是降水量低的缘故。说明降水量是农业生产过程中的限制因子。
2.2.3海平面的变化对农业各产值的影响。温度升高使海平面上升,而海平面上升可能是导致盐渍化的原因之一。综合影响可能包括海岸侵蚀和土地流失、洪涝以及盐水侵入蓄水层,可用水的数量和质量均对农业生产和人类健康产生影响。
3提高农业生态系统生产力的对策
农牧交错带植被建设上,必须实行草灌优先发展策略;(下转第294页)
大量实践证明,在农牧交错带最适宜的植被是多年生灌木和草本植物,禁止只还林而不还草、不还灌的盲目行动。北方农牧交错带的大部分地区属于半湿润半干旱气候,降雨变率大、干旱频率大等的现实也不利于大规模发展农业[5]。
在农田与非农田的关系上,要加强农田的生态保护与农产值的产出。北方农牧交错带农业资源及其地域变化差异显著,具有发展特色农业的优越自然条件,在该地带进行特色产品的生产培育无疑是最有效的。许多土特产品如杂粮、杂豆、中药材、薯类、肉用牛羊等,多为中国传统的保健食品原料作物或传统出口产品,在国内外市场享有较高声誉。
4参考文献
[1] 刘林德,高玉葆.论中国北方农牧交错带的生态环境建设与系统功能整合[J].地球科学进展,2002,17(2):174-181.
[2] 高旺盛.北方农牧带农业系统生产力研究方法分析[J].农业系统科学与综合研究,2002,18(4):278-282.
[3] 内蒙古统计局.内蒙古统计年鉴[M].北京:中国统计出版社,2006.
篇4
关键词:气候变化;农业;适应措施;对策
中图分类号 X196;F062.2 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2014)05-0019-06
IPCC第五次评估报告指出,1880-2012年全球地表平均温度约上升了0.85℃。与1850-1900年相比,2003-2012年这10年的全球地表平均温度上升了0.78℃。近百年来,全球平均降水量变化不明显,但区域差异明显,极端干旱洪涝事件频发[1]。根据《中国气候变化监测公报》(2012),1901-2012年,中国地表年平均气温呈显著上升趋势,并伴随明显的年代际变化特征,其中1913-2012年中国地表平均气温上升了0.91℃,气候变暖导致中国部分地区的气温、降水、日照等主要气候因素发生改变。农业是对气候变化反应最为敏感和脆弱的领域之一,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显著的影响,特别是极端天气气候事件诱发的自然灾害将造成农业生产的波动,危及粮食安全,社会的稳定和社会经济的可持续发展[2]。中国地域辽阔,各区域之间自然资源条件、经济社会发展条件等差异较大,因此受气候变化影响的农业领域区域差异特征尤为显著[3]。东北区气温呈显著升高趋势,农作物种植面积扩大,生长季延长,干旱趋势增大,水稻产量减少,病虫害出现,次要病虫害发展为主要病虫害。华北区随着气温升高和降水减少,粮食产量降低,水资源短缺加剧,积温增加,作物生长季缩短,可能复种指数增加,晚熟品种种植增加。华东区增温速率呈加快趋势,区域旱涝事件趋多趋强,双季早稻和夏粮种植面积呈减少趋势。华中区气温呈显著升高趋势,双季稻,春性小麦种植区域增加,水稻生育期缩短,气候变暖病虫害发育速度加快。华南区主要植物,动物的春季物候期提前,秋季物候期推迟,气候带有加速北移趋势,双季稻中高适宜种植区面积增加,水稻生育期缩短,产量波动增大。西南区主要表现在气候带向高海拔和高纬度的位移和作物产量和品质上,山区水稻和玉米等中晚熟品种产量会提高,春旱尤为突出,大田作物产量受影响。西北区无霜期显著延长,提早了春播作物播种期,推后了秋播作物播种期,加快了作物生长发育速度,种植区域向北和高海拔区域扩展,干旱加剧,种植结构改变,病虫害增多。
总之,气候变化对农业产生的影响是多方面的和多层次的,气候变化对农业生产的影响有利有弊,不同区域之间存在很大差别,对我国农业而言,如何趋利避害,科学应对气候变化是当前迫切需要解决的问题。
1 气候变化对农业领域产生的重大影响
1.1 气候变化对农业气候资源的影响
农业气候资源直接影响农业的生产与布局,光、热、水资源是农业气候资源的重要组成部分。气候变化已对农业气候资源产生了重要影响。气候变暖使我国年平均气温上升,农业生产所需的热量资源都有不同程度的增加,延长了气候生长季,研究表明[4],年平均温度增加1℃时,≥10℃积温的持续日数全国平均可延长15天左右。如东北地区近50年平均气温上升1.5℃,增温率为每10年0-3℃。当热量资源满足的情况下,水分则是决定农业发展和产量水平的主要因素。然而气候变暖使土壤水分蒸发量加大,热量资源增加的有利因素可能会因水资源的匮乏而得不到充分利用,作物产量波动的气候风险性增加,如华北平原地区作物生育期内的自然降水和底墒水只能满足冬小麦全生育期需水的1/3-2/3,如果没有灌溉,冬小麦全生育期缺水率20%以上出现的概率大都在80%以上,缺水率30%-40%的重旱年出现的概率高达30%[5]。
1.2 气候变化对农作物种植制度和布局的影响
气候变化使我国的种植制度和农业布局发生改变。气候变化使我国年平均气温上升、积温增加、作物生长期延长,从而导致种植区成片北移,有研究表明,平均气温每升高1℃,年平均气温等值线将北移1.76°N,种植制度分界线将北移2.44°N,相当于复种指数提高7.2%。据估计,在品种和生产水平不变的前提下,到2050 年,气候变暖将使目前中国大部分两熟制地区有可能成为三熟制适宜种植区;两熟制北界将北移至目前一熟制地区的中部,一熟制地区的南界将北移250 km-500 km,一熟制地区的面积将减少23%[6]。如东北地区随着气温的升高,喜温喜湿作物水稻的种植北界已经移至大约52°N的呼玛县等地区,玉米的栽培北界向北扩展到黑龙江呼玛县, 向东扩展到辽宁东部山区,小麦作为喜凉作物,在温度、经济和技术等多重因素的影响下呈现出显著的北退现象[7-10]。
1.3 气候变化对农作物产量和品质的影响
气候变化可能导致农业的不稳定性增加,农作物产量和品质将会受到影响。研究表明,华北平原区域在夜间冠层增温2.5℃,冬小麦生育期提前、生长期缩短,产量下降26.6%[11]。从1991-2000年,华北平原耕地生产潜力小幅减少1.1%,约52.7 kg/hm2[12]。研究估计,如果不采取气候变化适应对策,到2030年全国粮食综合生产能力可能下降5%-10%[13-14]。气候变化同时也会对农作物品质产生影响。CO2浓度升高对品质的影响因作物品种而异。在CO2浓度加倍的条件下,大豆、冬小麦和玉米的氨基酸和粗蛋白质含量均呈下降趋势[15]。当温度和CO2浓度均增加时,水稻籽粒蛋白含量降低,对人体很重要的铁、锌元素以及稻米籽粒营养品质(蛋白质与氨基酸含量)显著下降,直链淀粉含量将会增加[16]。
1.4 气候变化对农业旱涝及病虫害等气候灾害的影响
随着气候变化,高温、洪涝、干旱、台风、寒害等极端天气事件发生的频率有可能增加,最主要的是干旱和洪涝灾害发生几率较大,其导致的灾害损失约占气象灾害的70%-85%。气候变化会加剧农作物病虫害的流行和杂草蔓延,病虫害出现范围也可能向高纬度地区延伸。研究表明,生长季变暖可使大部病虫害发育历期缩短、危害期延长,害虫种群增长力增加、世代增加,发生界限北移和海拔界限高度增加,危害面积和程度不断加大加重,尤其是水稻病虫害早发和向北扩张趋势突出[17-18]。
1.5 气候变化对粮食安全和农产品贸易的影响
气候变化影响粮食安全,全球粮食总产量因严重自然灾害而降低,到2030年,我国种植业产量总体上因全球变暖可能会减少5%-10%左右,其中小麦,水稻和玉米三大作物均以减产为主。而当前世界主要粮食价格波动呈放大趋势,粮食安全问题已成为一个不容忽视的重要问题。气候变化影响农产品贸易,全球极端天气事件增加,灾害频繁而严重。未来气候变化影响农业生产, 也间接影响农产品价格和贸易活动,相关研究认为中国的气温升高降低了粮食贸易量[19-20]。
2 农业领域应对气候变化的适应技术措施
综合相关文献分析,目前农业领域应对气候变化的主要适应技术措施包括:
2.1 调整农业种植制度和布局
针对气候变化对农业种植制度和布局的影响,在分析和预测农业气候资源条件变化的基础上,调整农作物的种植模式,改进农作物的品种布局,提高复种指数,调整作物种植季节[21]。如西北干旱区减少高耗水量的农作物种植,增加马铃薯等节水、耐旱型农作物的生产。东北地区利用气候变暖热量增加趋势,应适当推进水稻种植区域北移,华南地区适当增加双季稻中高适宜种植区面积,西南地区应向高海拔和高纬度地区增加农作物种植面积[22]。
2.2 选育优良农作物品种
针对气候变化对农作物产量和品质的影响,开发农作物高光效育种,抗高温育种技术,选育抗逆品种,提高作物的光合效能以及对逆境的抵抗能力,不但可以抵消气候变化引起的不利影响,还可以充分利用未来农作物的高CO2肥效作用使粮食获得增产,保证子孙后代的粮食安全。如随着气候变暖,热量资源的增加,玉米早熟品种逐渐被晚熟品种代替,过渡型、半冬性或弱冬性生态类型的冬小麦品种逐渐取代强冬性冬小麦品种,这些都是应对气候变暖的适应,有助于农作物总产的稳定和提高。
2.3 加强农业气候灾害防控
针对气候变化对农业旱涝及病虫害等气候灾害的影响,开展农业气候灾害预测,建立农业灾害监测与预警系统,特别是建立干旱、洪涝、低温灾害、重大植物病虫害等防空减灾体系,并建立农业灾害保险机制等,同时开展研发生物农药有效靶标技术,物理与生态调控技术以及化学防治技术等,有效规避农业气候灾害风险。
2.4 加强农业基础设施建设
加强农业基础设施建设可以提高农作物抗旱,抗涝等能力,有利于增强应对气候变化的适应能力和防御灾害能力,如推广膜下滴水等节水灌溉技术、地膜和秸秆覆盖技术,可以提高地温、减少土壤水分蒸发及增加土壤有机质。在干旱缺水山区兴建一批蓄水塘库,普及集雨设施与补灌技术,开展坡改梯和沟坝地农田基本建设等,提高农业领域应对气候变化的物质基础与适应能力。
3 农业领域在适应能力建设中存在的问题
3.1 农业领域适应技术薄弱分散,尚未形成和建立适应技术清单和适应技术集成体系
农业领域适应气候变化技术还处于发展的初步阶段,各类技术分散于不同部门,其应用领域、影响范围和成熟度均有不同,限制了适应气候变化技术的发展,农业领域适应技术主要集中在农作物品种改良、农业气候灾害防控和基础设施条件建设上,适应技术的自主研发能力较弱,适应技术之间相互联系和依赖性相对较差,适应技术缺少典型区域示范,有效的适应技术薄弱,如在西北、高纬度和高海拔地区适应温度升高的农业生产技术,目前仍在试验中,尚未形成配套和示范规模[18]。部分适应技术措施可操作性不强,尚未形成和建立可操作性的适应技术清单和适应技术集成体系。
3.2 农业领域适应技术评估方法中缺少对适应技术的成本效益分析
选择适应技术和措施是存在风险和成本的,目前我国对气候变化适应的农业技术尚停留在对现有可用技术的分析筛选,基于气候变化影响的风险分析,采取有效性的针对适应技术措施以及对各可行农业适应技术的评估研究还很缺乏,对适应技术的表达方式和适应效果分析比较薄弱,目前对适应成本效益分析的全面评估仍然非常缺乏,应推进相关研究,以便为制定和实施适应对策提供科学依据。
3.3 农业领域适应技术研发和推广的资金和政策保障体制薄弱
适应气候变化是一个系统工程,需要巨大的资金支持,特别是发展中国家,由于适应的基线较低,在适应行动中需要投入的资金更大[23]。目前我国农业领域尚未构建完善和成熟的适应技术推广体系,尚无行业可操作性的适应技术清单,在技术研发和引进以及适应技术措施示范方面缺乏稳定的资金和政策保障。
3.4 缺少对农业领域适应技术推广的国家战略规划与国际合作
目前农业领域适应气候变化的技术措施开发和应用水平很不平衡,理论研究较多,实践信息不足。对适应技术研究的科学基础薄弱,目前科学认识水平尚不足以满足制订科学的适应规划的需要。因此,在采取应对气候变化的适应行动中,缺少国家适应战略规划的指导,导致农业领域应对气候变化适应行动分散、针对性不强。由于缺乏有效的国际合作制度,发达国家和发展中国家在适应问题上一直存在着很大的分歧和矛盾[23],不能公平和及时掌握农业领域适应技术研究与创新的最新动态,导致在引进、吸收和转化先进技术方面的国际合作基础薄弱。
3.5 对农业领域适应技术的公众关注程度不高
虽然国内外对适应气候变化作为应对气候变化的主要途径达成一致。但是气候变化的适应问题却没有得到真正的重视,对如何提高公众适应气候变化的意识与管理水平,增强适应气候变化的能力做得很少。当前中国农业以家庭为单位的分散经营为主,小规模的农业生产经营方式同农业现代化的矛盾突出,相关政策推行、技术普及成本高昂,可操作性难度大。因此,应进一步利用现代信息传播技术,加强适应气候变化的先进农业技术的普及、推广及应用培训,提高公众对气候变化影响认识的深刻性和行动的自觉性[23]。
4 未来农业领域适应技术措施发展对策
4.1 加强气候变化对农业领域影响的科学系统研究,减少不确定性,提升农业在全球气候谈判中地位
农业领域温室气体排放增长快、减排潜力大以及较高的生态脆弱性等决定了其在全球气候谈判中的地位随着国际应对气候变化努力的发展而日渐提升。农业在气候谈判中地位的变化对气候谈判产生了重大而深远的影响[24]。然而由于气候变化事实研究的不确定性,农业生产的不稳定性增加,产量波动加大[25]。因此,加强气候变化对农业领域影响的科学系统研究,开展适应技术的成本效益分析,农业适应技术选择与评价既要考虑区域之间的差异性,还要考虑区域内部的相对一致性和可操作性,减少农业生产的不确定性,进一步提升农业在全球气候谈判中地位。
4.2 建立区域性和综合性的农业适应技术清单和技术集成体系,并示范推广
在充分收集和总结现有农业适应技术基础上,根据不同区域气候变化对农业领域的影响和响应特征,构建应对气候变化的农业适应技术清单(见表1),并选择典型区域进行示范,全面推广成熟与无悔的农业适应技术。建立农业适应技术集成体系,对各种适应技术进行选择、优化、配置,形成一个由适宜要素组成的、优势互补的、匹配的有机体系,当前阶段,我国适应气候变化技术体系整合集成亟需开展的关键工作包括:国家适应气候变化技术体系构建与技术清单编制; 优选现有比较成熟的适应技术,吸收最新适应技术研发成果,评估其综合效益与适用范围,构建中国适应气候变化的基本理论与技术体系框架[26-27]。同
时为避免人类无序适应活动所可能产能的不利影响,需开展相应的科学研究,并在此基础上协调不同部门以形成有序适应,从而实现科学应对气候变化,达到“有序适应、整体最优、长期受益”[28]。
4.3 建立农业领域适应技术选择的方法步骤
在建立应对气候变化的农业适应技术清单与技术集成框架体系基础上,选择和分析农业适应技术应包括四个方法步骤[29]:
一是全面分析农业领域受气候变化的影响及其脆弱性和敏感性;
二是正确表达农业领域应对气候变化的响应和优先考虑选择的适应技术和措施;
三是科学评估应对气候变化的农业适应技术成本与效益;
四是有效选择区域性农业适应技术并示范推广应用。
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篇5
关键词:气候变化;北方;作物生长;长期适应策略;短期响应方案
基金项目:陕西省教育厅项目(14JK1017)
中图分类号: S162 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/ki.jlny.2015.01.058
全球变暖加剧,严重威胁我国农业生产的可持续发展。诸多研究表明,中国北方地区是受气候变化影响最明显的区域,未来气候变化对该区的影响是不可忽视的。针对北方地区的气候特点及未来气候变化趋势,寻找农业生产的应对措施,最大限度减少气候变化带来的不利影响是亟需解决的问题。
1 北方地区气候变化趋势
北方地区气候变化主要体现在气温、降水的变化以及极端天气气候事件的发生频率上。数据表明,近100年我国地表年平均气温增加幅度为 0.5℃~0.8℃,到2020 年全国年平均气温将比 1950年升高 1.68 ℃[1]。唐国平等[2]选用 GCM 模型对未来中国气候变化的情景进行模拟,结论表明气候变化将使中国境内的平均气温普遍升高,并且气温升高的幅度在高纬度地区大于低纬度地区。北方地区未来温度会不断增高,最大增温区在东北,可达 0.192℃/10 年,其次是华北,为 0.104℃/10 年[3]。降水变化更为复杂,不同空间地域差异较大。受气温变暖影响,高纬度地区和一些湿润热带地区的降水量有增加趋势,但中纬度和干旱热带地区的降水将进一步减少。西北中部,青藏高原西南部、华中至华北地区和东北中部 4 个地区的降水则显著减少[4]。极端降水平均强度和极端降水值都有增强的趋势,干旱将进一步加剧。
2 气候变化对中国北方农业生产影响
北方地区自然条件差异很大,未来气候变化对各地影响也明显不同,总体趋势是不同生态区可多利用的积温均由北至南逐渐增多,本研究根据各地区热量资源变化情况、种植制度及作物品种划分原则,可以得出北方三区域的农业生产变化趋势。
2.1 东北区
在该区域未来春小麦面积将缩小,有向三江平原北部集中的趋势,而冬小麦面积增加,热量资源逐渐可以满足一年两作的需要,特别是辽宁省南部逐步可以进行冬小麦/夏玉米的轮作。受热量条件影响较大的喜温作物和越冬作物以及高原地区的冷凉气候区的作物种植面积将会迅速扩大,未来玉米种植品种也将由现在的早熟品种更替为晚熟品种。
2.2 华北区
该区温度增加较多的集中在山东东部和河北北部地区,较少的是华北平原中部地区。河北省北部地区未来积温增加幅度可满足冬小麦生长,种植制度可能由一年一熟(春小麦)或两年二熟(如冬小麦――夏大豆――春玉米)演变为一年两熟(麦+大豆或麦+棉等);山东省东南部和河南省南部复种指数提高,可由当前一年两熟(如麦+稻、麦+大豆或麦+棉等)演变为一年三熟,在水资源条件较好的地区亦可以种植冬小麦+双季稻[5]。
2.3 西北区
该区冬季气候变暖使得越冬作物种植区北界西伸北扩,喜温作物面积扩大,多熟制向北推移,作物品种的熟性由早熟向中晚熟发展,单产增加,品质提高;另外多熟制向北部和高海拔地区推移,复种指数提高[6]。农作物生长发育速度发生明显变化,春播作物提早播种,喜温作物生育期延长,越冬作物推迟播种,生育期缩短,如冬小麦,其生育期缩短的趋势大于春小麦[7],棉花产量明显增加。气候变暖使西北干旱区作物种植格局由春小麦为主转变为玉米、棉花、冬小麦为主;半干旱区由小麦为主转变为玉米、马铃薯、冬小麦为主[8]。
3 应对策略的制定
开展农业适应研究的目的是为了有效应对未来几十年气候变化带来的潜在风险。应对策略应从两方面考虑,一方面是短期响应方案,另一方面是长期的适应策略。
短期响应方案主要是指农民以及科研机构根据气候变化做出的努力保持农业系统现状的一些调整。它们是自主进行的,并没有政策性的变化或更深层次的研究。 短期调整在本质上是抵御气候变化的第一道防线。农业的长期适应策略是指在基础设施、生产技术、市场机制和在应对一些环境或经济刺激的政策政府的改变上,这种改变是从根本上应对气候的长远变化[9]。
3.1 短期响应方案
应对暖干化的短期响应方案一般包括:农艺策略。包括作物品种和种植结构的变化、提前播种和收获、深耕深播等;保存水分策略。包括保护性耕作、耗水低的农作物轮作、小气候改造和灌溉调度。
东北地区是我国增暖最明显的区域,也是未来增温幅度最大的地区。增温使该地区春季回暖早,生长季延长,积温和持续天数增加,积温带北移,这些变化为当地农业带来了更多生产潜力,提高了复种指数,但同时也带来更多气象灾害的影响。未来应对气候变化的短期适应策略应重点在调整作物结构,提高作物复种指数,变更作物熟性等方面投入力量。调整作物结构是指可以将当地现有作物结构调整为以粮食、经济和饲料作物相结合的三元农业种植结构,在北部地区以培育大豆和水稻为主,中部地区以培育玉米、大豆为主,而在西南部地区以水稻、玉米为主,兼顾杂粮,这种混合种植结构有利于充分利用增加的热量资源并且取得更好的经济效益[10]。提高作物复种指数则主要通过逐渐种植产量较高的冬小麦,取代春小麦,以实现高产目标。变更作物熟性可通过引进或选育生育期相对较长、感光性弱、感温性强的中晚熟品种, 以增加作物产量;在熟制不变的地区培育生育期更长的晚熟品种,以充分利用增加的热量资源。
华北地区气候未来呈现暖干化趋势,水资源将成为该区农业生产的决定性因素。应合理调整当地作物种植结构,优化作物布局。即适当减少高耗水作物的种植面积,如不耐旱的玉米、春小麦种植面积可视情调整,培育和引进抗旱品种。在水资源能保证作物需求的区域,可维持当前耕作系统,提高农业生产效率,在水资源匮乏区地区,采取种植业、林果业、畜牧业等混作经营模式,发展多元经济模式,也可以充分利用增加的潜在热量资源,获得较好的生态和经济效益。从农艺措施层面而言,为了提高作物产量,可以对夏玉米进行适当晚收和晚播,冬小麦进行迟播。因为气候变暖导致冬前积温增加,暖冬现象加剧,小麦的播期可以延迟[11-12],而玉米延迟收获可以增加对光温资源的利用,有利于籽粒灌浆,提高千粒重,增加产量[13-14],夏玉米晚播则是因为气候增暖后,温凉且温差较大的秋季更适于玉米的灌浆,而且较长的生育期亦有利于产量形成[5]。从改变农业生产技术层面而言,气候变暖有利于设施环境下作物生长,可以进行高效率的农业生产,减小气象灾害的影响,最重要的是可以更好利用采用节水措施开展农业生产,所以可考虑在华北地区大力发展设施农业。
西北区地域广阔,气候多样复杂,总体来说未来气候变化趋势是由暖干向暖湿转型[15]。降水量的局部增加、极端气候事件减少对农业生产有利。但作物生长期气温升高,缩短了养分积累的时间,降低了品质,而且西北地区东部降水持续偏少,土壤水分蒸发加剧,由于水分亏缺抑制了热量资源增加所发挥的作用,部分地区粮食将大幅度减产。针对这些变化趋势,首先应确保该区域的生态环境安全。西北地区集中了大片荒漠区、水土流失严重的黄土高原区还有青藏高原的高寒区,还有内蒙古地区大片的草场资源,适合农业生产的区域主要集中在关中平原、河西走廊、河套平原和新疆地区的绿洲农业,在保证宜农地区农业生产的同时,更要兼顾其他不适宜农业生产地区的生态环境的保护,这样才能从整体上增强该区域应对气候变化的能力。其次,西北地区土地类型多样,应根据各地的具体气候情况调整种植结构,发展优质产品和特色农业[16]。新疆地区光热资源充足且温差大,适宜棉花、优质瓜果等经济作物的生产,减少耗水作物的播种面积。河西走廊夏季冷凉干燥,适宜发展蔬菜生产。在农牧交错带地区,主要以畜牧业为主,农业以旱作农业为主,在为数不多的宜农区需要培育和引进抗旱作物品种,大力发展节水农业,提高农业生产效率。甘宁地区可以结合地方优势发展药材种植[17]。陕西中部和南部作为重要的粮食生产基地,随着温度的增加,可以增加复种指数,开展多熟制度和混作制度,增加粮食产量。青海地区热量资源也有所增加,但增加幅度相对较小,还是以喜凉作物或经济作物为主。
3.2 长期适应策略
长期适应策略是一个有机体或群落或系统,通过改变自身形式或功能去强化响应外界重复扰动的能力[9]。在农业生态系统中,当一个基本生产要素缺乏时,那么作为一个长期的适应机制则意味着作物种植制度形态和功能的变化。例如,日益稀缺的灌溉用水可能会改变旱地农业的耕作技术、设备需求和市场基础设施。
长期适应策略需要从管理策略、政策制定、经济因素和技术因素上进行考虑,包括:减缓气候变暖,这要求政府部门从根本上制定策略来延缓气候变暖的发生,主要通过减少碳排放等途径;改进基础设施,主要体现在农业生产资料的改进,农艺器具的更新;建立可持续能源体系,农业生产过程中需要使用多种能源设施,随着时间的推移,现存的各种能源可能面临供应紧张或枯竭的局面,如何提高能源转换和利用效率,减少能源消费,开发利用可再生能源,优化能源结构这些都将是未来需要考虑的方面。从长远来看,全球应对气候变化行动也将成为推动能源等领域技术创新的重要驱动力。
4 结论
从不同纬度地区将来应对气候变化带来的热量资源变化的潜力上来分析,我国高纬度地区农业适应性较强,存在较大的适应空间;中纬度地区适应性较差,但通过科技进步,调整农业管理措施,可以减少气候变化带来的负面影响;在低纬度地区,由于本来基础温度就高,未来增温幅度也不大,农作物对温度变化的响应不明显,另外随着该区域耕地面积的迅速减少也将威胁该区域的粮食安全[18]。在不同区域应对未来气候变化时,需要从短期响应和长期适应两方面来考虑,这样才能从根本上应对气候变化的负效应。
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篇6
9月7日,中国农业科学院副院长唐华俊在“气候变化对我国粮食生产系统的影响机理与适应机制研究”项目启动会上说:气候变化与我国粮食生产之间具有相互影响和相互作用的密切关系。我国农业尤其是粮食生产对气候变化非常敏感,是受气候变化影响最大的行业,气候变化对我国粮食生产的影响已经初步显露出来。2008年我国南方遭遇冰雪灾害影响,2009年我国北方小麦产区遭遇严重干旱以及我国西南地区发生的严重干旱等,都对我国农业和粮食生产产生了明显的影响。气候变化对我国粮食生产系统的影响非常广泛,并将继续造成深远而巨大的影响,其中负面影响将表现得更为突出。
据专家介绍,气候变化直接导致我国粮食生产的热、水、光等气候资源条件变化,直接影响作物布局和农业生产结构的调整。如近年来我国玉米种植面积急剧上升,成为我国第二大粮食作物,而小麦则下降为我国第三大作物,小麦品种抗冻性降低,小麦冻害明显增加,直接影响了我国粮食安全。土壤温度升高和降雨量的变化使土壤微生物活动发生改变,导致微生物对土壤有机质的分解加快,加速了土壤养分的变化,可能造成土壤有机质含量减少和土壤肥力下降。大范围的气温升高以及由此而引起的干旱化,在一定程度上影响着我国农业生产的布局。
同时,气候变化可能诱导粮食作物基因抗逆性变化和品种改良,改变粮食作物生长发育机理,导致粮食作物主要病虫害种类和流行暴发规律的改变。如全球变暖将加重病虫害对农业生产的危害程度,特别是小麦锈病、粘虫、草地螟等的危害加重;暖冬对农作物病虫害安全越冬十分有利,将导致农作物病虫害加重。在温度偏高伴随阶段性干旱条件下,病虫害的种群世代数量呈上升趋势,繁殖数量倍增,往往造成病虫害的大发生。
我国农业尤其是粮食生产仍然是以农户生产方式为主,种植规模小,抗灾能力弱,极易受到农业气象灾害的打击。数据显示,1995~2005年我国因旱灾造成的粮食减产损失约为每年1500万~2500万吨,约占全国粮食总产量的4%~8%,占因灾总损失的55%以上,每年旱灾面积约占耕地面积的1/6左右;洪涝灾害所造成的农作物受害面积占气候灾害总面积的27%,每年平均洪涝灾害作物1.4亿亩。有分析认为,如果不采取措施,未来20~50年我国粮食生产将受到气候变化的严重冲击,气候变化将严重影响我国长期的粮食安全,造成农业成本和投资大幅度增加,进而影响到粮食主产区农村经济可持续发展和农民收入的稳定增长。
唐华俊说,揭示气候变化对我国粮食生产的影响机理及适应机制,摸清气候变化对我国粮食生产的影响途径和作用过程,认清我国粮食生产对气候变化的适应能力,定量确定气候变化对我国粮食生产发展等的影响程度,是国家制定应对气候变化政策和行动、确保国家粮食安全、促进粮食主产区农村经济社会可持续发展和农民收入稳定增长的迫切需求。
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[关键词]气候变化经济学;减缓;适应性
[作者简介]傅东平,广西师范学院经济管理学院副教授,博士,广西南宁530001
[中图分类号]F08 [文献标识码]A [文章编号]1672-2728(2011)0l-0009-04
一、导论
气候变化经济学及经济政策是一个刚刚起步的研究领域,伴随着科学家们对气候变化认识加深和国际社会特别是联合国的大力推动,初步形成了自己独特的研究内容。目前气候变化经济学一般包括全球变暖、节能减排、对气候变化的适应性等内容。
气候变化经济政策的研究主要是在三个框架中进行的。一是收益一成本框架。气候变化政策成本即减少温室气体或增强对气候变化的适应性的机会成本。气候变化政策的收益指削减排放以降低气候变化风险以及在增强对气候变化的适应性方面所得收益。Cline(1992)和Stem(2007)认为富裕国家需支出其GDP的2%来采取行动。二是国际公共品框架。气候变暖源于跨国外部性效应的影响,但气候变化问题并不是传统外部性问题的一个简单拓展,一个国家的行为使其他国家获利或受损,无法通过市场来进行弥补(Sandier&Hart-ley,2001)。因此,气候变化需要国际间有效合作。“京都议定书”就是国际合作的一项成果。三是博弈论框架。该框架主要用于国与国之间气候变化责任与义务的确定,强调每一个参与主体都是自利的,只有一个有效合作博弈才是对所有参与者有利的策略(Schelling,2005;Carraro&Siniscalco,1993)。
气候变化政策分为适应性气候政策和减缓性气候政策。前者强调用低成本政策来适应气候的变化,后者强调用低成本政策来减缓气候变化(Stem,2007)。减缓性政策研究较多的是碳税和限额,限额有助于达到预定的政策目标,碳税则有利于减少碳排放价格的波动(Metealf,2009;Ka-plow,2010);适应性政策主要是在改善基础设施建设,完善气候变化信息,调整产业结构和调整经济的地理分布等方面展开(Stem,2007)。
近年来国内直接针对气候变化的研究有所增加,但集中在气候变化对敏感性行业的影响上(吕亚荣,2010;国家农业综合开发办公室,2010;刘恩财等,2010),经济政策方面的研究集中在财政和货币政策应对气候变化的必要性以及相应思路(刘晨阳,2010;张丽宾等,2010)。
气候变化对人类社会经济发展产生的影响越来越大,正在形成应对气候变化的新的国际经济和贸易规则。广西经济发展相对落后,农业占GDP比重较大,是气候变化的敏感地区。近50年来,年平均气温升高了O.69℃,冬季气温上升趋势明显。1986年到2009年间,广西经历16个暖冬。极端天气气候事件发生的频率和强度不断增加。研究广西应对气候变化的经济政策,主要是希望通过制定合理有效的财政、金融、产业政策,减少排放,提高广西对气候变化的适应性,促进广西经济的可持续发展,对广西抓住机遇、实现经济和外贸的可持续发展具有重要的理论和现实意义。
二、气候变化对广西的主要影响
(一) 气候变化影响广西农林业
气候变化对广西农业生产的负面影响正在显现,农业生产不稳定性增加。广西局部干旱和洪涝的频率有所增加,危害不断加大。气候变暖引起农作物发育期提前,暖冬现象加大了病虫害现象。气候变化对广西农业未来的影响虽有正面效应,但可能仍以负面为主。气候变暖以及降雨量分布变化引起的干旱和洪涝将减少甘蔗的产量、蚕桑生产的产量和使其质量下降,水稻和玉米也可能以减产为主。广西农业生产布局和结构将出现变化。土壤有机质分解加快,农作物病虫害出现的范围可能扩大,畜禽生产和繁殖能力可能受到影响,畜禽疫情发生风险加大。
随着全球变暖,亚热带、温带北界北移,物候期提前,未来广西大部分地区可能进入热带地区,部分地区林带下限上升,广西北部的林业种类将发生变化,广西动植物病虫害发生频率上升,分布变化显著。
未来气候变化将使广西生态系统脆弱性进一步增加,主要造林树种和一些珍稀树种分布区缩小。森林病虫害的爆发范围扩大,森林火灾发生频率和受灾面积增加。广西境内湖泊将进一步萎缩,湿地资源减少、功能退化,生物多样性减少。
(二) 气候变化影响广西渔业和水产养殖业
广西是海洋大省,气候变暖导致海平面上升加剧,引发海水入侵、土壤盐渍化、海岸侵蚀,损害了滨海湿地、红树林和珊瑚礁等典型生态系统,降低了海岸带生态系统的服务功能和海岸带生物多样性;气候变化引起的海温升高、海水酸化使局部海域形成贫氧区,海洋渔业资源和珍稀濒危生物资源衰退。
人类食用的水生动物绝大多数属于变温动物,水温升高能够明显地影响到动物的新陈代谢、生长速度、繁殖情况以及对于疾病和毒素的抵抗能力。气候变化使广西依托海洋的水产养殖业将受到较大影响,可用于水产养殖的海域萎缩,养殖品种减少。由于气温升高,海水蒸发速度加快,表层海水中的盐分不断增加,引起鱼类的生理发生改变,进而影响到水产养殖业的种群和数量。
(三) 气候变化影响广西的水资源分布
气候变化已经引起了广西水资源分布的变化。就全国来看,近20年来,北方黄河、淮河、海河、辽河水资源总量明显减少,南方河流水资源总量略有增加。广西洪涝灾害更加频繁,但由于降水量分布不均,干旱灾害更加严重,极端气候现象明显增多。气候变化加大了水资源年内和年际变化,气候变暖使得中国西部地区的冰川融化加速,未来广西干旱的可能性进一步加大。水资源的供需矛盾将更加突出。
(四) 影响广西人的健康
气候变化对广西人健康的直接威胁包括由热应力引起的疾病和死亡、传染病(疟疾和登革热)、与水有关的疾病如腹泻和营养不良。气候变化会间接造成伤害甚至死亡,如泥石流、山洪爆发和热带气旋(强风)造成的结果。因日益恶化的空气污染造成的呼吸系统疾病也可能是气候变化引起的。
三、广西应对气候变化的政策思路
(一) 加大对气候变化问题科学研究的支持
科学研究是应对气候变化决策的基础和依据。现有关于气候变化经济学理论分析主要以适应和减少排放绝对量为目的,且宏观层面讨论为主,这为进一步研究应对气候变化经济政策提供了良好
的视角和方法。然而,气候变化的政策措施一定要考虑本地区的实际情况,结合广西的实际情况讨论气候变化的影响及相应的对策,才更具适用性。因此,广西要积极开展有关气候变化及其影响的相关科学研究,尽快取得相应的研究成果和基础数据,为政策决策服务,并在此基础上,制定适合广西自身特点的政策措施。
(二) 抓紧制定应对气候变化的政策措施
随着全球温室气体排放量的不断累积,全球气温呈缓慢上升态势,极端天气发生的概率不断加大,世界各国政府在应对气候变化方面的合作将不断加强,节能减排的政策措施将不断强化,能否降低能耗、提高资源利用效率将成为广西能否稳定发展的重要条件。目前,国际合作框架内,主要集中在减缓性行动,如发展低碳经济、减少碳排放。此外,广西应对气候变化既是国际、国内压力的体现,更是广西经济发展的一种内生要求。随着气候的不断变化,广西的发展环境正在不断变化,为了可持续发展,广西必须制定合适的政策措施,并不断地进行调整。在市场经济环境下,气候变化作为一种外部性,在时间和地域上已超出了经典经济学范围,需要用一种更大的视角进行研究。市场仍是配置应对气候变化资源的基础性方式,广西应抓紧制定应对气候变化的政策措施,影响和优化资源配置。由于气候变化的外部性特点,仅仅依靠广西自己并不能有效遏制气候变化,通过适应性政策影响资源配置,在较小的政策成本下,提高广西对气候变化的适应性尤为重要。
(三) 积极响应国家号召,推动减缓性行动
当前,全球将主要精力集中在减缓性行动上,广西应对气候变化的政策应积极响应国家号召,调整产业结构、发展低碳经济,减少温室气体排放。随着北部湾经济区和“两区一带”建设的不断推进,我区正处于资本密集型工业化和城市化加速发展阶段,投资规模在我国乃至世界历史上都是前所未有的,特别是资源富集区经济发展的加快,大的铝、锰等有色金属的冶炼厂的建设和扩能,能源消耗总量不断增加,温室气体排放量加大。如果只按传统常规技术的建设模式,一经投入,便有一个投资回报期技术和资金的锁定效应,将来大规模的二氧化碳排放不可避免。因此,我国未来发展技术路径的选择,对国家乃至全球节能减排、减缓气候变化具有重要意义。在节能减排的历史潮流面前,不论从对全球负责的角度,还是从实现我区可持续发展的角度,都必须积极探索节约发展、低碳发展之路,从法规制度、经济结构、能源利用、技术创新等多个层面,加快推进低碳经济发展。只有这样,才能以实实在在的事实,展现广西在应对气候变化问题上的决心和魄力。
(四) 把提高对气候变化的适应性放在突出位置
自气候变化问题提出来以后,在联合国的推动下,国际气候的努力主要集中在减缓,即减少温室气体的排放量,以防止危险的气候变化。广西也在外在压力下把发展低碳经济、完成减排任务作为应对气候变化问题的重中之重。实际上,由于气候变化的外部性特点,减缓性气候政策的效果取决于国际合作程度,哥本哈根、坎昆气候大会进展缓慢,“巴厘路线图”的谈判至今没有完成,“京都议定书”第二承诺期的实质性内容并未落实,国际气候谈判越来越艰难。此外,根据斯特恩报告,即使全球停止排放,由于气候变化的惯性,十年内全球气温仍将上升O.5-1度,减缓性行动不能根除气候变化问题。而且,减缓性行动的不断推进需要适应性的行动支持。在这样的背景下,广西应结合自己的实际情况,应对气候变化的政策要考虑提高广西对气候变化的适应性,以促进广西经济的可持续发展。
四、政策建议
(一) 加快结构调整步伐。切实转变发展方式
广西应加快结构调整,减少温室气体排放。大力发展服务业,推进循环工业,改善农业效益,提高林业的固碳效果。具体来说,广西应综合利用财税、产业、金融政策,积极推进产业结构,不断提高服务业的比例,降低工业比重。工业内部,应着力发展低碳经济减少温室气体排放。具体措施包括淘汰落后设备和产能,建立健全和完善节能、清洁生产、综合利用的各项机制,落实各级政府成立节能执法机构、加强执法队伍建设、节能工作常态化、市场化等。同时,积极承接东部沿海的高技术和高附加值、低能耗的产业必将向广西转移,如技术密集型产业、劳动密集型产业、新兴产业等。大力发展林业,提固碳效果。
(二) 加大财政资金在气候变化研究领域的投入
广西应对气候变化,关键依靠技术进步,通过新的技术降低排放,通过新的技术发展清洁能源,通过技术进步提高对气候变化的适应性。有关气候变化问题的科研工作在广西还没有引起足够的重视,科研资金严重不足,研究成果较少,与气候变化相关的基础数据和资料严重缺乏,与气候变化相关的新技术创新能力不足。广西应设立专门的研究资金,通过政府委托形式进行专题研究,加快共性技术进步。通过激励和约束机制,鼓励企业发展实用技术。同时,在各类科研经费的分配中,向气候变化问题的研究倾斜,提高广西区内关于气候变化的科研能力,为制定适合广西特点的气候变化政策打下良好基础。
(三) 提高广西对气候变化的适应性
广西应利用经济政策,优化气候变化的资源配置,提高广西对气候变化的适应性。一是要加快气候变化趋势和影响相关知识的研究。目前,对气候变化最大的共识就是气候变化的不确定性,即气候变化对经济所产生的影响及对未来气候变化的预测都存在很大的不确定性,使得气候变化政策的成本和收益难以确定,政策评价和选择变得非常困难。加强对气候变化趋势的研究,给公众提供更多的气候变化信息,有利于公众做好准备,提高自我适应能力。二是财政资金大力支持适应性技术的研发。如开发耐干旱的品种、推广适合较高温度的物种,通过新技术应用,提高应对极端天气条件的能力、提高对自然灾害的监测能力等。三是加大适应气候变化的基础设施建设。特别是对敏感地区和敏感行业,如加强农田灌溉设施、加高沿海的防水墙,激励和补贴农村建设储水设施等。四是推行有关气候变化的保险,以加强经济系统应对气候变化的稳定性。
[参考文献]
[1]国家农业综合开发办公室.农业综合开发适应气候变化的实践与探索[J].中国财政,2010,(4).
[2]刘晨阳.中国实施应对气候变化的政策内外部动因及效果初探[J].现代财经,2010,(10).
[3]刘恩财,等.关于农业应对气候变化的适应能力建设问题[J].农业经济,2010,(1).
[4]张丽宾,等.气候变化与公共财政政策的理论分析[J],环境经济学,2010,(5).
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[7]Metcalf,G.E.“c08tcontsinment.in climate ChangePolicy:Alternative Approaches to Mitigating Price Volmility[N].NBER Working Paper 15125,2009.
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作者:吴桂月 张亚丽 郭世界 张明宇 王培豪 单位:河南农业大学资源与环境学院 河南省高校农业资源利用工程技术研究中心
全省水资源总量的年际变化特点与降水量基本一致,2030年在平水~中等干旱年情况下,全省总缺水量114.3~181.4亿m3,占总需水量的21%~31%。气候变暖对农业灌溉用水的影响,远远大于对工业用水和生活用水的影响。气候变化诱致农业灾害频发极端气候导致农业气象灾害频发,农业生产风险增大。在河南省农业气象灾害中,主要有干旱、洪涝、干热风、风沙、冰雹及与气象条件关系密切的病虫害。干旱是河南平原地区最普遍、最频繁的气象灾害,近50年来旱灾面积大767万hm2的年份有22年,频率达45%。河南省雨涝灾害的发生具有明显的季节性、区域性及年际变化特点。全省春涝、初夏涝频率南高北低,平均雨涝成灾面积每年在80万hm2以上。各种灾害中,以干旱、洪涝灾害的危害最重,其造成的损失约占全部农业自然灾害损失的70%左右。2009年,河南全省小麦受旱面积达290.00万hm2,超过麦播面积的1/2,其中4.33万hm2小麦出现枯死现象。目前河南省农业基础设施依然脆弱,抗御自然灾害的能力较低,粮食生产条件亟待改善。随着气候变暖,重大气象灾害具有“提早、增多、加重”的发生趋势,气象灾害造成粮食产量减产率由正常年景的10%左右将升至20%~30%,从而使粮食增产的限制性因素增大,对防御自然灾害的能力与水平提出了更高要求。气候变化导致粮食生产成本增加暖干气候导致作物生育期可利用水资源总量减少,为保障粮食稳产增产,势必增加了抗旱灌溉的支出。气候变暖后,土壤有机质的微生物分解将加快,造成地力下降。这意味着需要施用更多的肥料以满足粮食作物的需要,施肥量的增加意味着投入的增加。气候变暖和干旱将加重病虫害对农业生产的危害程度,特别是小麦锈病、粘虫、草地螟等的危害加重。各种病虫出现的范围也可能向高纬地区延伸,必将增加施用农药和除草剂,增大粮食生产成本。
河南省粮食生产气候变化分区根据《河南省综合农业区划》、《河南土壤区划》、《河南省农业气候区划》、《河南省水利区划简明报告》等资料,对河南省应对气候变化粮食生产措施进行分区,把全省共分8个区:Ⅰ豫北山区粮食生产气候区;Ⅱ豫北平原粮食生产气候区;Ⅲ豫西山地粮食生产气候区;Ⅳ豫中丘陵粮食生产气候区;Ⅴ豫东平原粮食生产气候区;Ⅵ南阳盆地粮食生产气候区;Ⅶ豫东南平原粮食生产气候区;Ⅷ豫南山丘粮食生产气候区。头脑风暴法简介头脑风暴法(Brainstorming)的发明者是现代创造学的创始人,美国学者阿历克斯•奥斯本于1938年首次提出头脑风暴法。Brainstorming原指精神病患者头脑中短时间出现的思维紊乱现象,病人会产生大量的胡思乱想。奥斯本借用这个概念来比喻思维高度活跃,打破常规的思维方式而产生大量创造性设想的状况。头脑风暴法力图通过一定的讨论程序与规则来保证创造性讨论的有效性,特点是让与会者敞开思想,使各种设想在相互碰撞中激起脑海的创造性风暴,是一种集体开发思维的方法[4]。头脑风暴法在应对气候变化粮食生产措施遴选中的应用议题:关于应对气候变化粮食生产措施遴选及排序。会前准备:根据河南省粮食生产气候分区及各区主要气象灾害,制定应对自然灾害各种农业生产措施清单,请专家综合考虑各措施(实施应用情况、存在问题、风险、安全性、可行性)进行优先排序。确立定人选:所请专家的专业范围包括作物栽培、农业气象、农田水利、林业、环境、农业经济等专业专家。实施过程:由主持人公布议题,安排各专家针对议题综合考虑各措施进行优先排序。时间实施:一个区大概10—15min讨论时间。最后汇总各个专家们意见措施,再进行粮食生产应对气候变化适应性措施综合分析,结果见下表。
合理分配自然资源、多途径进行节水保肥等技术和措施,对稳固我省粮食生产、推进我国农业和农村经济的可持续发展具有重要意义。今后,河南省气候将继续向“暖而干”的方向发展,高温、干旱和强降雨等极端气候事件发生频率增大,而这些气候变化及其带来的影响是不可调控的。本文运用头脑风暴法针对河南省不同的粮食生产变化分区进行分析,并筛选出各个气候变化分区的适宜性应对措施。气候变化对河南省粮食生产的影响相互作用,相互交织,在时间和空间上呈现错综复杂的现象和结果,气候变化及其粮食生产的适应、减缓措施研究涉及因素多、影响方面复杂,各项应对措施的遴选应结合自然条件、气候变化规律和地方经济发展水平条件,统筹考虑,进一步细化和重组。
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关键词:气候变化 经济
论文正文:
气候变化中国经济论文
1、数据来源以及处理方法
本文的主要数据源是年鉴资料(1992~2006)、公报资料(1991~2005)以及中国国家统计局、农业部和国家发展与改革委员会等部门公布的统计资料(1991~2005)。依据以上数据源,整合为与气候变化相关的8种影响,即洪涝、干旱、台风、风暴潮、风雹、低温冻害、病虫害和火灾对农林牧渔业以及其他领域的直接影响。其中的小部分资料为量化非经济指标,参考了1991年以来《中国物价年鉴》的统计价格,先将直接从数据源中获得的量化非经济指标转化为与该时期价格相匹配的量化经济价值指标,然后将量化的经济指标与统计资料中直接获取的经济指标按照以上的分类计算得到各种影响的经济损失,8种影响的直接经济损失总和即为气候变化的经济响应评估值。
2、结果分析
2.1气候变化对中国农业经济的直接影响1991~2005年气候变化对农业经济的直接影响1992~2005年洪涝灾害造成的农业直接经济损失在214亿~1159亿元之间,经济损失的上升趋势不明显;1991~2005年干旱造成的农业直接经济损失在102亿~603亿元之间,经济损失呈上升趋势;
1991~2005年风雹、低温冻害造成的农业直接经济损失分别为24亿~90亿元、8亿~74亿元,经济损失呈上升趋势1991~2005年农作物病虫害造成的直接经济损失在138亿~245亿元之间,1991~2000年经济损失呈上升趋势;1994~2003年台风造成的农业直接经济损失上升趋势不明显,经济损失为3亿~58亿元在全球气候变暖的大背景下,中国近百年的气候也发生了明显变化,年平均气温升高了0.5℃~0.8℃,略高于同期全球增温平均值,近50年来气候变暖尤为明显。
年均降水量变化趋势不显著,但区域降水变化波动较大。主要极端天气与气候事件的频率和强度出现了明显变化。农业是对气候变化反应最为敏感的领域之一。1991~2005年干旱、病虫害、风暴和低温冻害对农业造成的直接经济损失均呈现上升趋势,洪涝和台风的损失上升不明显。在未来气候变暖的大背景下,极端高温事件将增加,未来的干旱和洪涝灾害亦将增加。农业生产将更加不稳定,产量波动增大,农业生产布局和结构将出现变动,种植制度和作物品种将发生改变,农业生产条件将发生变化,农业成本和投资需求将大幅度增加。受气候变化影响,农业遭受的损失会更加严重。
2.2中国经济对气候变化的响应1991~2005年洪涝灾害造成的直接经济损失在623亿~2551亿元之间,经济损失上升趋势不明显;1991~2005年干旱造成的直接经济损失在102亿~603亿元之间,经济损失呈现上升趋势1995~2005年台风造成的直接经济损失在54亿~900亿元之间,经济损失上升趋势不明显;1991~2005年风暴潮造成的直接经济损失在13亿~308亿元之间,经济损失呈上升趋势;1991~2005年农作物病虫害造成的直接经济损失在138亿~245亿元之间,经济损失呈上升趋势;1991~2003年森林病虫害造成的直接经济损失在33亿~88亿元之间,经济损失呈下降趋势;
1996~2002年草地病虫害的直接经济损失在6亿~30亿元之间,经济损失呈上升趋势;1991~2005年风雹造成的直接经济损失在5亿~138亿元之间;1991~2005年低温冻害造成的直接经济损失在16亿~180亿元之间;1991~2003年森林火灾造成的直接经济损失在1亿~17亿元之间,经济损失呈上升趋势;1996~2002年草地火灾造成的直接经济损失在0.06亿~1.25亿元之间,经济损失呈下降趋势(1991~2005年因气候变化造成的直接经济损失在932亿~3570亿元之间,经济损失呈明显上升趋势;相当于当年GDP的1.08%~5.70%,比重呈下降趋势。GDP年际增长率呈下降趋势,而与气候变化相关的直接经济损失年际变化率呈上升趋势。在GDP增长过程中,因气候变化造成的直接损失显著抑制国民经济的增长,成为削弱经济增长的一个不可忽视的因素。
3、结论和讨论
3.1结论
以国家权威部门的统计资料为基础数据,分析气候变化对中国经济的影响,结果表明:近15年来气候变化对中国经济的影响在加剧。1991~2005年期间与气候变化相关的自然灾害造成的直接经济损失在932亿~3570亿元之间,呈明显上升趋势;所占GDP的比重为5.70%~1.31%,呈下降趋势。在此期间,干旱、农作物病虫害、草地病虫害、风暴潮、森林火灾的直接经济损失呈现上升趋势;洪涝灾害和台风上升趋势不明显;森林病虫害和草地火灾呈下降趋势。2000年以来自然灾害的直接经济损失一直稳定在相当于GDP1.08%~2.05%的水平,气候变化对国民经济存在不可忽视的负面影响。
3.2讨论
据《中国灾情报告》统计,我国每年仅气象、洪水、海洋、地质、地震、农作物病虫害、森林灾害等7大类自然灾害所造成的直接经济损失(折算成1990年价格):50年代平均每年约480亿元,60年代平均每年约570亿元,70年代平均每年约590亿元,80年代平均每年约690亿元,90年代前5年平均每年约1190亿元,经济损失逐年增加。建国近50年来,各种自然灾害经济损失高达25000多亿元,平均每年造成的损失大约是平均GDP的3%~6%,财政收入的30%左右,是发达国家的数十倍。
我国GDP连续多年保持8%的高速增长,但各种灾害造成的损失也在逐年上升。1989~1996年,中国每年因自然灾害所造成的损失占GDP的比重在3%~6%之间,平均为3.9%。
所不同的是,与气候变化有关的自然灾害不包括地震、赤潮、人为诱导的地质灾害和火灾等。1991~2005年由气候变化引起的自然灾害造成的直接经济损失在932亿~3570亿元之间,经济损失呈明显上升趋势;损失相当于当年GDP的1.31%~5.70%,呈下降趋势。尤其在2002年GDP首次突破10万亿之后,2003~2005年GDP保持13.96%、16.99%和33.55%高增长率的情况下,2000年以来经济损失一直维持在GDP1.08%~2.05%的水平上,直接经济损失对我国GDP的负面影响并没有随着经济迅速增长而减弱。
我国目前观测到的气候变化影响远不止上述8种,还有:20世纪50年代以来,沿海海平面上升速率为1.4~3.2mma-1,西北冰川面积减少了21%,西藏冻土层减薄,最大可达4~5m,四川、青海和甘南草原产草量下降;20世纪80年代以来,春季物候期提前2~4d,海南和广西还发现珊瑚白化现象,六大江河实测径流量都呈下降趋势;20世纪60年代以来,祁连山山地森林面积减少16.5%,林带上升400m,覆盖度减少10%,西南地区、三江平原和青海的湿地面积减少,功能衰退,气候变化对虫媒性疾病的发生和发展产生了很大的影响。
洪涝灾害后,感染性腹泻,如霍乱、痢疾、伤寒、副伤寒等病例增加。这些由气候变化引起的缓变性影响尚没有从经济的角度开展研究,若不采取应对和缓减措施,其中一些影响将给人类的生存环境造成致命的毁坏,功能的衰退或丧失造成的潜在价值损失可能也远超过直接经济损失。我国未来的气候变暖趋势将进一步加剧,与2000年相比较,2020年年平均气温将升高1.3~2.1℃,2050年将升高2.3~3.3℃;未来50年年平均降水量将呈增加趋势,预计到2020年,全国年平均降水量将增加2%~3%,到2050年可能增加5%~7%。未来100年,极端天气与气候事件发生的频率可能性增大;干旱区范围可能扩大、荒漠化可能加重;沿海海平面仍将继续上升,青藏高原和天山冰川将加速退缩,一些小型冰川将消失;草原承载力和载畜量的分布格局将发生变化;
主要造林树种的分布发生变化;河流的径流量下降,平均年降水量偏少,以及海平面升高、冰川退缩、湖泊水位下降、湖泊面积萎缩、海水入侵、海岸侵蚀、冻土融化、河湖冰迟冻与早融、中高纬生长季延长、动植物分布范围向极区和高海拔区延伸、某些动植物数量减少、一些植物的开花期提前,冰川、珊瑚礁岛、红树林、热带雨林、极地和高山生态系统、草原湿地、残余天然草地和海岸带生态系统等仍面临适应能力有限的问题,容易受到严重的、甚至不可恢复的破坏危险,缓变性的经济影响随气候变化的加剧继续加重。未来加强研究其经济影响对全面认识、正确看待气候变化影响至关重要,但是评价难度也远大于直接突变性经济影响,需要各国给予足够的重视,加强国际间的交流与合作。
从我国15年来GDP的增长率与气候变化直接经济损失增长率的变化趋势来看,我国GDP增长率逐渐下降,气候变化带来的直接经济损失增长率逐渐上升。随着国家应对气候变化方案、控制温室气体排放等政策性措施的实施,以及节能减排技术的进步,经济损失增长率应该会有所下降。
但是,目前灾害直接损失没有统计毁坏设施的灾后重建和修复费用,还有一些没有从经济的角度量化到已有的直接影响。因此,对直接经济影响的评估值可能比其真实值要小得多,实际经济损失值增长可能会更快。随着20世纪90年代以来灾害评估方法的改进和认知水平的提高,以及对灾害影响的研究愈来愈受到重视,前期的直接经济损失缩微化的程度可能比后期要大得多。
篇10
气候作为人类赖以生存的自然环境的一个重要组成部分,它的任何变化都会对自然生态系统以及社会经济系统产生影响。全球气候变化的影响将是全方位的、多尺度的和多层次的,既包括正面影响,同时也包括负面效应。
但目前它的负面影响更受关注,因为不利影响可能会危及人类社会未来的生存与发展。研究表明,气候变化会给人类带来难以估量的损失,适应气候变化会花费不小的代价。
气候变化对自然生态系统已造成并将继续产生明显影响
观测表明,全球气候变暖对全球许多地区的自然生态系统已经产生了影响,如海平面升高、冰川退缩、冻土融化、河(湖)封冻期缩短、中高纬生长季节延长、动植物分布范围向南、北极区和高海拔区延伸、某些动植物数量减少、一些植物开花期提前,等等。自然生态系统由于适应能力有限,容易受到严重的、甚至不可恢复的破坏。正面临这种危险的系统包括:冰川、珊瑚礁岛、红树林、热带林、极地和高山生态系统、草原湿地、残余天然草地和海岸带生态系统等。随着气候变化频率和幅度的增加,遭受破坏的自然生态系统在数目上会有所增加,其地理范围也将增加。
自然生态系统按其生长环境可分成陆生与水生两大类生态系统。前者又可按其植被类型分成森林、草原、荒漠等生态系统,也可按地形划分高山、盆地、海岸带等生态系统。后者可分成海洋和淡水两类生态系统,其中淡水又分静水(湖泊、池塘、水库、湿地与河口湾)生态系统与流水(江、河、溪流)生态系统。下面选取冰川、湖泊、江河、海岸带、植被(森林、草原)和农业等对气候变化较为敏感的生态系统为例,介绍全球气候变暖对自然生态系统影响的观测事实和未来可能的演变趋势。
自然植被的地理分布与物种组成可能发生明显变化
气候是决定生物群落分布的主要因素,全球生物群落的分布型与全球年平均气温和年降水量有很好的对应关系。自然植被分布的变化最能体现气候变化的影响。距今6000年前左右的全新世大暖期的鼎盛阶段,我国植被带明显偏北。现今西北地区的草原与荒漠区,在全新世曾是广阔的温带森林和森林草原,各种草原动物也非常丰富。但随着全球气温的波动式下降,同时受第四纪冰期气候波动和青藏高原及其周边山地隆升的影响,我国自然环境出现了明显的区域差异,生物多样性也随之发生了显著变化。
气候变化对生物多样性的影响,取决于气候变化后物种相互作用的变化,以及物种迁移后与环境之间的适应性平衡。在移动过程中,生态系统并不是作为一个一个单元整体迁移的,它将产生一个新的生态结构系统,生物物种构成及其优势物种都将会变化。这种变化的结果可能会滞后于气候变化几年、几十年,甚至几百年。植被模拟研究显示,气候变化时,某些物种由于不能适应新环境而面临灭绝的危险,也可能出现新的物种体系。
全球变暖将对我国植被的水平及垂直分布、面积、结构及生产力等产生很大影响。气候变化将改变植被的组成、结构及生物量,使森林分布格局发生变化,生物多样性减少等等。
小冰期后期以来的变化
天山乌鲁木齐河源1号冰川(地面立体摄影)
2002年3月27日,内蒙古中部地区迎来今春第一场区域性、大范围连续降雨,一些地区出现雨加雪天气。这次降水覆盖内蒙古鄂尔多斯市、包头市、呼和浩特市、乌兰察布盟等地,并向自治区中东部锡林郭勒盟、赤峰市等地移动。内蒙古中东部地区已连续3年大旱,给当地群众生产生活造成巨大损失。这次降雨将遏制内蒙古中东部地区的扬沙、沙尘暴天气的形成,并在一定程度上缓解春旱。在内蒙古乌兰察布盟四子王旗曹家洼村,一群绵羊冒着雨雪赶路。
冰川、冻土和积雪可能减少
高山生态系统对气候变化非常敏感,冰川将随着气候变化而改变其规模。由于全球变暖,一些冰川出现了减少和退缩现象。如非洲乞里马扎罗山的冰川面积在1912~2000年间减少了81%。1889年它完全由冰雪围绕,今天只剩下15%由冰雪围绕,且主要由季节性冰雪覆盖。
我国乌鲁木齐河源1号冰川,自小冰期后期以来,一直处于后退状态。1962年至1980年,冰川退缩了80米;1980年至1992年,冰川又退缩了60米。据1959年开始观测以来所积累的资料,该冰川的物质平衡亏损20世纪60年代平均为-53毫米/年,20世纪80年代增到-346毫米/年,1990~1991年间更增至-706毫米/年。1959~1986年累积负平衡达6130000立方米,相当于冰川减薄3.25米。在乌鲁木齐河流域,1964年航测地形图上共量算到的冰川面积为48.2平方公里,1992年再次航测冰川面积已减至40.9平方公里,减少15.1%。
据资料推算,我国西北各山系冰川面积自“小冰期”以来减少了24.7%,达7000平方公里左右。
随着全球进一步增暖,山地冰川将继续后退萎缩。根据小冰期以来冰川退缩的规律和未来夏季气温和降水量变化的预测,估计到2050年我国西部冰川面积将减少27.2%,折合冰量约16184km3。其中,海洋性冰川减少最显著,为52.5%,6925km3;亚极地型冰川次之,为24.4%,6631km3;极地型冰川最少,为13.8%,2629km3。三类冰川的冰川物质平衡每年亏损值分别高达-1318毫米、-900毫米和-623毫米,冰川平衡线高度将分别上升238米、168米和138米。未来50年西部地区冰川融水总量将处于增加状态,天山北麓与河西走廊最大融水径流预计出现在21世纪初期,其年增长量为几百万到千万立方米不等;柴达木及青藏高原的内陆河流域冰川融水高峰预计出现在2030~2050年,年增长约20%~30%;塔里木盆地周围高山冰川2050年前径流增加量可达25%左右。
我国西北各山系“小冰期”冰川与现有冰川比较(单位:平方公里)
山系“小冰期”盛时冰川面积(平方公里)现有冰川面积(平方公里)面积变化(平方公里)百分比(%)
阿尔泰山449293-156-53.2
天山122489196-3052-33.2
帕米尔28822206-676-30.6
喀喇昆仑山66305925-705-11.9
昆仑山98358735-1100-12.6
祁连山32881972-1316-66.7
总计3533228328-7004-24.7
随着全球进一步增暖,冻土面积继续缩小。未来50年,青藏高原多年冻土空间分布格局将发生较大变化,80%~90%的岛状冻土发生退化,季节融化深度增加,形成融化夹层和深埋藏冻土;表层冻土面积减少10%~15%,冻土下界抬升150~250m,亚稳定及稳定冻土温度将升高0.5~0.7℃。
随着全球进一步增暖,高山季节性积雪持续时间将缩短,春季大范围积雪提前消失,积雪量将较大幅度减少,积雪年际变率显著增大。到2050年,冬季气温将升高1~2℃,随着降雪量缓慢增加,青藏高原和新疆、内蒙古稳定积雪区积雪深度将分别以2.3%和0.2%的速度缓慢增加。同时,雪深年振幅将显著增大,大雪年和枯雪年的出现更为频繁。到2100年大范围积雪将可能于3月份提前消失,春旱加剧,融雪对河川径流的调节作用将大大减小。
气候变化可能是导致湖泊水位下降和面积萎缩的主要因素之一
湖泊作为降水和有效降水的历史和现代记录,更能反映气候变化的空间变化和区域特征。以我国青海湖为例,气候变化可能是导致其水位下降和湖面萎缩的因素之一。青海湖水位在15~19世纪的近500年间尽管存在较大的升降波动,但出现明显的直线式下降趋势却是在近百年,特别是20世纪20年代以来,仅在1908~1986年间就下降了约11米,湖面缩小了676平方公里。有实测记录以来,1957~1986年间下降了2~3米,湖面缩小了264平方公里。
50年代至80年代我国西北主要湖泊面积变化(单位:平方公里)
湖名50年代统计60年代地形图量算70年代卫星照片量算80年代统计
艾比湖1070823522500
博斯腾湖996980930864
布伦托海835790770765
玛纳斯湖550590
塞里木湖454454457457
巴里坤湖1401148890
艾丁湖124230
青海湖45684304
另外,我国西北各大湖泊,除天山西段赛里木湖外,水量平衡均处于入不敷出的负平衡状态,自20世纪50年代以来,湖泊均向萎缩方向发展,有的甚至干涸消亡。
有关研究表明,在未来气候增暖而河川径流量变化不大的情况下,平原湖泊由于水体蒸发加剧,入湖河流的来水量不可能增长,将会加快萎缩、含盐量增长,并逐渐转化为盐湖,对湖泊水资源的开发利用不利;高山、高原湖泊中,少数依赖冰川融水补给的小湖(如帕米尔高原的一些湖泊),可能先因冰川融水增加而扩大,后因冰川缩小后融水减少而缩小;地处山间盆地以降水、河川径流或降水与冰川融水混合补给的大湖,其变化趋势引人注目,如青海湖长期处于较大的负平衡状况,湖水位呈下降趋势。如未来温度继续升高,湖区水面蒸发和陆面蒸散均会有所增加,若多年平均降水量仅增加10%,仍不足以抑制湖面的继续萎缩,仅趋势减缓,如降水增加20%或更多,湖泊来水量会增加,湖泊会扩大,水面上升,湖水淡化,有利于湖泊渔业和湖周地区生态与环境的改善。这样的机遇有可能在下世纪某个时间出现。
海平面升高将影响海岸带和海洋生态系统
1900年以来,全球变暖引起的全球海平面上升了10~20厘米。这将会严重影响珊瑚礁、珊瑚岛、礁岛、盐沼以及红树林等海岸带生态系统和海洋生物资源,进而影响海岸带环境和经济。
沿海主要验潮站的实测资料显示,我国海平面近50年呈明显上升趋势,上升的平均速率为每年2.6毫米,近几年上升速率加快。据专家预测,我国未来海平面还将继续上升。这将使许多海岸区遭受洪水泛滥的机会增大、遭受风暴影响的程度和严重性加大,这将会引起海岸滩涂湿地、红树林和珊湖礁等生态群丧失,海岸侵蚀,海水入侵沿海地下淡水层,沿海土地盐渍化等,从而造成海岸、河口、海湾自然生态环境的失衡,给海岸带生态环境系统带来灾难。同时,也将对社会经济产生严重的影响,因为我国海岸线漫长,沿海低洼地区约占整个海岸线地区的30%。约有70%以上的大城市,一半以上的人口和近60%的国民经济,集中在东部经济带和沿海地区。
一些极端天气气候事件可能增加
目前对气候变暖后极端天气、气候事件可能出现的变化了解甚少。现有的研究指出,与全球变暖关系密切的一些极端事件,如厄尔尼诺、干旱、洪水、热浪、雪崩和风暴、沙尘暴、森林火灾等,其发生频率和强度可能会增加。由这些极端事件引起的后果也会加剧。如干旱发生频率和强度的增加,将加重草地土壤侵蚀,因而将增大荒漠化或沙漠化的趋势。
综上所述,全球变暖可能对自然生态系统造成的影响是全方位、多层次的,许多是不利的,甚至是不可逆的。
气候变化对国民经济的影响可能以负面为主
气候作为一种重要的自然资源,同时作为自然环境的重要组成部分,从两个不同的方面在社会经济系统中发挥作用。气候变化会程度不同地影响到全球各地区社会经济的方方面面,如主要农作物及畜牧业的生产、主要江河流域的水资源供给、沿海经济开发区的发展、人类居住环境与人类健康以及能源需求等。人类社会系统对气候变化的敏感性和脆弱性,随其地理位置、时间、社会经济发展水平和环境条件而变化。
我国农业生产将面临产量波动增大、布局与结构调整、成本与投资增加等问题
农业可能是对气候变化反应最为敏感的部门之一。气候是农业生产的重要环境,更是不可缺少的主要物质资源之一。气候变化也对种植业、畜牧业和水产业的生产环境、布局和结构产生影响。
试验研究表明,气候变化对作物产量的影响取决于诸多因素。这些因素包括:作物品种及培育、土壤性质、病虫害、二氧化碳对植物的直接影响,以及气温、二氧化碳浓度和作物适应能力等因子之间彼此的相互作用。现有关于不同气候变化情景下未来(2020年,2050年和2080年)全球三大作物(小麦、玉米和水稻)产量变化的研究结果表明,大部分发展中国家的作物产量将减少,北半球发达国家的产量将增加。由于气候变化影响存在的这种区域差异性,发展中国家所面临的问题将更为严峻。以亚洲为例,目前亚洲地区谷物进口量随着人口的增加,已从1961年的2000多万吨,增长到1998年的8000多万吨。在未来气候变化情景下,亚洲粮食供应与需求将面临更大的压力。
我国是农业大国,气候变化将使我国未来农业生产面临以下三个突出问题:
农业生产的不稳定性增加,产量波动大
气候变化对我国作物生产和产量的影响,在一些地区是正效应,在另一些地区是负效应。对产量的影响可能主要来自于极端气候事件频率的变化,而不是平均气候状况的变化。
研究表明:气候变暖后,灌溉和雨养春小麦的产量将分别减少17.7%和31.4%。气候变暖后,不考虑水分的影响,早稻、晚稻、单季稻世界秘书网版权所有,均呈现出不同幅度的减产,其中早稻减产幅度较小(-3.7%),晚稻和单季稻减产幅度较大(-10.5%)。气候变暖后,我国玉米总产量平均减产3%~6%,其中春玉米平均减产2%~7%,夏玉米减产5%~7%;灌溉玉米减产2%~6%,无灌溉玉米减产7%左右。
总之,大气中二氧化碳浓度倍增时,温度升高、作物发育速度加快和生育期缩短是作物产量下降的主要原因。据估算,到2030年,我国种植业产量在总体上因全球变暖可能会减少5%~10%左右,其中小麦、水稻和玉米三大作物均以减产为主。但气候变暖对不同地区和不同种类作物的产量影响不同,我国水稻、小麦以及玉米品种多,品种间差异也很大,因此要有意识地调整农业种植制度、选育抗逆性强的品种和选择适当的生产措施等,使之适应气候变化。如果能够对不利影响及时采取应对措施的话,未来30~50年(2020~2050年)的气候变化还不会对全球乃至中国的粮食安全、重要基础设施和自然资源产生重大影响。
农业生产布局和结构将出现变动
气候变化对我国农业影响的研究表明,年平均温度增加1℃时,大于10℃积温的持续日数全国平均可延长15天左右,冬小麦的安全种植北界将由目前的长城一线北移到沈阳——张家口——包头——乌鲁木齐——线。气候变暖还将使我国作物种植制度发生较大的变化。据计算,到2050年,气候变暖将使三熟制的北界北移500千米之多,从长江流域移至黄河流域;而两熟制地区将北移至目前一熟制地区的中部,一熟制地区的面积将减少23.1%。
气候变暖后,我国主要作物品种的布局也将发生变化。华北目前推广的冬小麦品种(强冬性),因冬季无法经历足够的寒冷期而不能满足春化作用对低温的要求,将不得不被其它类型的冬小麦品种(如半冬性)所取代。比较耐高温的水稻品种将在南方占主导地位,而且还将逐渐向北方稻区发展。东北地区玉米的早熟品种逐渐被中、晚熟品种取代。
气候变暖后,蒸发相应加大,如果降水量不明显增加,将会使我国农牧交错带南扩,东北与内蒙古相接地区农牧交错带的界限将南移70公里左右,华北北部农牧交错带的界限将南移150公里左右,西北部农牧交错带界线将南移20公里左右。农牧过渡带的南移虽然可增加草原的面积,但由于农牧过渡带是潜在的沙漠化地区,新的过渡带地区如不加保护,也有可能变成沙漠化地区。
农业生产条件改变,农业成本和投资大幅度增加
气候变暖后,土壤有机质的微生物分解将加快,造成地力下降。在高二氧化碳浓度下,虽然光合作用的增强能够促进根生物量增加,在一定程度上补偿了土壤有机质的减少,但土壤一旦受旱,根生物量的积累和分解都将受到限制。这意味着需要施用更多的肥料以满足作物的需要,施肥量的增加意味着投入的增加。
气候变暖后,农药的施用量将增大。随着气候变暖,作物生长季延长,昆虫在春、夏、秋三季繁衍的代数将增加,而冬温较高也有利于幼虫安全越冬。温度高还为各种杂草的生长提供了优越的条件。因此,气候变暖可能会加剧病虫害的流行和杂草蔓延。另外,气候变暖后各种病虫出现的范围也可能扩大向高纬地区延伸,目前局限在热带的病原和寄生组织将会蔓延到亚热带甚至温带地区。所有这些都意味着,气候变暖后可能不得不增加施用农药和除草剂,而这将增大农业生产成本。
气候变暖将导致地表径流、旱涝灾害频率和一些地区的水质等发生变化,
特别是水资源供需矛盾将更为突出
水资源对全球变暖的响应问题,是事关人类生存与发展的大问题。全球变暖会影响整个水循环过程,可能使蒸发加大,可能改变区域降水量和降水分布格局,增加降水极端异常事件的发生,导致洪涝、干旱灾害的频次和强度增加,以及使地表径流发生变化。主要表现在以下方面:
地表径流将发生变化
对于全球变暖后地表径流的变化,现在比较一致的预测是:到2050年,全球年平均径流变化将表现为高纬和东南亚地区径流增加,中亚、地中海地区、南非、澳大利亚减少的趋势。对我国而言,七大流域天然年径流量整体上呈减少趋势。其中,长江及其以南地区年径流量变幅较小;淮河及其以北地区变幅最大,以辽河流域增幅最大,黄河上游次之,松花江最小。全球变暖后,我国各流域年平均蒸发将增大,其中黄河及内陆河地区的蒸发量将可能增大15%左右。
台湾缺水:2002年4月24日,在中国台北县附近的一座水库,一名当地男子在几近干涸的水库库区察看情况。台湾持续的干旱少雨使得当局被迫决定在夏季关闭游泳池以节省用水,必要时还要实施配给供水。
水资源的供需状况将出现变化
随着径流减少,蒸发增大,全球变暖将加剧水资源的不稳定性与供需矛盾。尽管由气候变化引起的缺水量小于人口增长及经济发展引起的缺水量,但在干旱年份气候变化引起的缺水量将大大加剧我国华北、西北等地区的缺水形势,并对这些地区的社会经济发展产生严重的影响,全球变暖对农业灌溉用水的影响远远大于对工业用水和生活用水的影响,尤其是在降水减少和蒸发增加的地区。预计,2010~2030年西部地区缺水量约为200亿立方米,2050年将缺水100亿立方米。而且西部地区由于缺乏供水工程等水利设施,水资源系统对气候变化的脆弱性较大。
旱涝灾害出现的频率将发生变化
全球变暖可能增强全球水文循环,使全球平均降水量趋于增加,但降水变率可能随着平均降水量的增加而发生变化,蒸发量也会因全球平均温度增加而增大,这可能意味着未来旱涝等灾害的出现频率会增加。
一些地区的水质将出现变化
全球变暖后,一些地区由于蒸发量加大,河水流量趋于减少,可能会加重河流原有的污染程度,特别是在枯水季节。同时,河水温度的上升,也会促进河流里污染物沉积、废弃物分解,进而使水质下降。当然,年平均流量明显增加的河流,水质可能会有所好转。
对气候变化敏感的传染性疾病传播范围可能增加,危害人类健康
众所周知,许多通过昆虫、食物和水传播的传染性疾病,如疟疾等,对气候变化非常敏感。全球变暖后,疟疾和登革热的传播范围将增加,这两种通过昆虫传播的疾病将殃及世界人口的40%~50%。而且,气候变化可通过各种渠道对发病产生影响,危害人类健康,其中包括对人体直接影响,对病毒、细菌、寄生虫、敏感原的影响,对各种传染媒介和宿主的影响,对人的精神、人体免疫力和疾病抵抗力的影响等等。
人们因气候变化而产生不适应的感觉,也会助长某些疾病的蔓延,使病情加重,甚至导致死亡。据研究,气温变化与死亡率有密切关系,在美国、德国等国的城市,当有热浪袭击时总体死亡率呈上升趋势。全球变暖后,高温热浪将随之增加,这将引起与热有关的疾病和死亡增加。
全球变暖对人类健康造成的不利影响对贫穷地区的人口将是最大的。
气候变化将影响人类居住环境
大量研究表明,气候变化将从下述三个方面对人居环境产生影响,一是气候变化后,资源生产、商品及服务市场的需求产生了变化,使支持居住的经济条件受到了影响;二是气候变化对能源输送系统、建筑物、城市设施以及工农业、旅游业、建筑业等特定产业的一些直接影响,转而对人居环境产生了影响;三是气候变化后,因极端天气事件增加以及对人体健康的影响,使得居住人口迁移。
人类居住地尤其是河边和海岸带居民受气候变化最普遍、最直接的威胁是洪涝和滑坡。人类居住环境目前正遭遇包括水和能源短缺、垃圾处理和交通等环境问题,这些问题可能因高温、多雨而加剧。
低海拔海岸区的城镇化快速发展,正在迅速地增加那里的人口居住密度,使得人为财富(城市)处于海岸气候极端事件的威胁之中。
面临气候变化时,居民收入大部分来源于受气候支配的初级资源产业,如农业、林业和渔业的经济单一居住区,比经济多样化的居住区更脆弱。
尽管目前关于气候变化对社会经济系统的影响研究只是初步的结论,但气候变化会对全球各地区的自然生态系统和社会经济系统产生多方面的影响,将直接影响经济的发展和社会的进步,这一点是确定的。
气候变化可能带来许多不利的影响
大部分热带、亚热带区和多数中纬度地区普遍存在作物减产的可能;对许多缺水地区的居民来说,水的有效利用降低,特别是亚热带区;同时,受到传染性疾病影响的人口数量增加,热死亡人数也将增加;另外,大暴雨事件和海平面升高引起的洪涝,将危及许多低洼和沿海居住区;由于夏季高温而导致用于降温的能源消耗增加。
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