今天小编为大家推荐《全球气候变暖论文(精选3篇)》，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助！摘要：按照目前的趋势，今后20-50年全国年平均温度可能升高2.5-3℃，将导致中国三大主要粮食作物(水稻、小麦和玉米)产量持续下降。在此背景下，环境友好、经济高效的生态农业优势明显。应组织和帮助农民调整农业种植结构，采用农民用得起、用得上的技术，发展可持续的生态农业。
第一篇：全球气候变暖论文
气候变暖对粮食安全的影响综述
摘要：回顾梳理国内外有关气候变暖对粮食安全影响的文献，发现现有文献研究的角度主要有2个：一个是对作物产量的影响，一个是对农户经济收入的影响。这2种研究视角又大体对应着2类主要的研究方法：一类是生产函数法(productionfunction approach)，一类是享乐评价法(hedonic approch)。现有文献关于气候变暖对粮食安全影响的判断往往因研究方法、地区、作物的不同而不同。最后指出现有文献的不足之处和值得进一步研究的地方。
关键词：气候变暖;粮食安全;影响评价;作物产量;农户收入
农业生产的影响因素除了土地、资本、劳动力等经济变量以外，还有温度和湿度等自然变量。相对于土地、资本、劳动力等因素而言，近些年变化最大的就是温度和湿度等气候条件。有证据表明自1750年以来，特别是1950年以来全球温度一直在不断升高。目前这一因素已经成为影响粮食安全新的驱动因素之一[1-2]，在很多地方气候变暖已经成为粮食安全的关键影响因素[3]。因此，研究和预测粮食安全必须要考虑这一因素。
气候变暖对粮食安全的影响已经得到了越来越多国内外学者的重视，并且已经形成了相对成熟的研究和预测方法。《Science》等杂志上有多位作者关于气候变暖对粮食安全影响的文章，如Brown等[2]、Wojtkowski[3]、Lal[4]等。纵观这些研究可以发现，气候变暖对不同国家和地区有不同的影响，其影响程度及方向会因地区不同而不同[5]。所以对其他国家或者地区气候变暖的研究不能直接用来估计中国粮食安全的情况。
在对中国粮食安全的研究中，气候变暖的影响没有得到足够的重视。在对中国粮食生产预测的几个研究中[6-9]，这一重要的影响因素没有被考虑进来[10]。
气候变暖对中国部分地区的影响已经越来越显著，如广东省受全球气候变暖影响，近10年来降雨时空分布极度不均匀，旱涝交替、旱涝急转、旱涝无常的自然灾害频繁发生;气候变暖导致黑龙江省现在春季干旱年份已由过去的“十年九旱”变成了“十年十旱” [11];气候变暖也对青海省农业生产带来了显著影响[12]。
在此背景下，研究气候变暖对中国粮食安全的影响已经成为一个亟待解决的问题。解决这一问题的办法之一就是通过回顾相关文献来总结目前研究的大体情况， 以及所使用的主要方法，以此作为研究气候变暖对中国粮食安全影响的基础。
目前有关全球气候变暖对粮食安全影响的文献的研究角度和使用方法主要有2种：一种是气候变暖对作物产量的影响，这[JP3]一类研究所使用的主要方法是生产函数法(production-[JP]function approach);一种是气候变暖对农业收益或者农户收入的影响，这一类研究使用的主要方法是享乐评价法(hedonic approach)，如Ricarian模型等。
1 气候变暖对作物产量的影响
气候变暖对作物产量的影响，既是自然科学的研究热点，也是社会科学的研究热点，但是二者所使用的方法截然不同。自然科学目前所使用的方法主要有观测试验和模型模拟2种。在观测试验方面，研究大气成分变化对农作物生理生态、形态结构及化学组成方面的影响;可分为田间试验和温室或人工气候室试验2种方法。模型模拟可以分为统计分析(回归模型)和动态数值模拟，有关这部分的研究参见文献[13-14]。本文着重回顾的是社会科学中有关气候变暖对作物产量影响的研究。
社会科学中气候变暖对作物产量影响的研究所使用的方法大多是生产函数法，这一方法最主要的特征是根据生产函数来预测气候变化对农业的影响[15]。该方法利用一种潜在的生产函数，通过改变某一种气候变量，如温度、湿度等，得出气候变暖对作物产量的影响。作物产量模型的设定形式会对估计结果产生较大的影响。
与这一方法相似的还有产量分解法。产量分解法认为影响作物产量的因素主要有经济投入和自然要素，因此可以将产量分为2类：经济产量和自然产量。由于气候被认为是自然要素中更起决定性的因素，因此自然产量被近似认为是气候产量。其分解方法主要有2种，一种是通过时间序列将真实粮食产量分解为经济产量和气候产量;一种是通过生产函数将真实粮食产量分解为经济产量和气候产量。
第1种分解方法的主要思路是采用分析时间序列的统计学方法将实际产量分解为趋势产量和波动产量2部分，认为时间趋势产量是反映历史时期生产力发展水平的长周期产量分量，产量波动的部分主要是反映气象要素影响的气候产量。
第2种分解方法的主要思路是采用回归分析，采用柯布-道格拉斯生产函数(Cobb-Douglas Function)法，通过对粮食生产中主要经济因子的分析，确定经济产量。然后将实际粮食产量中剔除经济产量，即获得由自然因素决定的产量。考虑到自然因素中气候影响最为显著且不可控，这部分产量应主要反映气候波动的影响，故称为气候产量。
利用生产函数法研究气候变暖对农业生产的影响得出的结论也并不完全相同。一些研究证明，对于某些作物，如果同一地点在气候变化的条件下，依然种植同一种作物，那么這些作物的产量会下降[15]。Fischer 等估计，气候变暖会使40多个发展中国家的谷物产量下降，到2080年，这些国家的产量将平均减少15%[16]。Braun等根据数据认为，1990—2008年间，气候变化对谷物产量的总体影响不会太大——减幅在1%以内，但是南亚的减产幅度最高可能达23%[2]。相反，发达国家和拉丁美洲的谷物产量将有所增长。气候变化对不同种类农作物的产量影响也各不相同。由于全球变暖，到2020年，全球农业GDP将下降16%。而且，与发达国家相比，发展中国家将受到更为严重的影响，预计发展中国家的农业产值将下降20%，而发达国家为下降6%[17]。Mendelschr等认为气温升高和湿度下降在未来的20年中很有可能降低半干旱地区玉米、小麦、大米以及其他主要谷物的产量，这些变化会对全球的食物产生持续的影响[18]。
政府间气候变化委员会(IPCC)在气候变化对农业和粮食保障的影响研究中指出，农作物的产量对气候变化的反应因作物的品种、土壤的质量、虫害、CO2的直接影响等有很大的不同。中纬度的农业生产在气候变暖几摄氏度下，一般为正面影响，超过这个范围为负面影响。在热带，处于气温容许范围上限附近的部分农作物，因气候变化支配干燥地农业，一般气温稍有上升就会减少产量。
2 气候变暖对农户收入的影响
利用生产函数法进行研究的前提假设是农户不会对气候变化作出反应，不会根据气候变化调整种植结构。长期来看，这种假设是不成立的。所以使用生产函数法所估计出来的结果往往是有偏的，常常是过高地估计了气候变暖对作物产量的影响[17]。Deschenes等同时研究了气候变暖对作物产量和农户收入的影响，结果更证明了气候变暖对二者的影响并不是完全相同的[19]。他们利用美国的县级面板数据得出的结论显示，气候变暖与农户收入增加有显著的正面影响——以2002年的美元为基价，气候变暖会使美国农场年利润提高11亿美元，即提高3.4%，而气候变暖对美国几种主要作物产量没有明显的影响。
为了测量气候变暖对农户收入的影响，Mendelsohn等提出了Ricarian Model来测量全球气候变暖对农业生产的影响[15]。该模型中测量的是农户的净收益，而不是作物产量的变化，所以能够刻画出农户对气候变化作出的反应。其表达式为：
V是单位面积平均作物净收益，T和P是一组温度和湿度变量。Z是一组表示县、村、农户水平的社会经济和其他控制变量。
利用Ricarian Model，Mendelsohn等发现美国在除了秋季以外的所有季节中温度和湿度的升高会提高农场的价值[15]。同时Mendelsohn 等对比了Ricarian Model和传统方法的差异，发现Ricarian Model估计出来的气候变暖对美国农业的影响要明显低于传统方法估计出来的结果[15]。
在Mendelsohn 等开发出Ricarian Model以后，Ricarian Model得到了广泛的应用。Kurukulasuriya等研究了全球气候变暖对非洲农业生产的影响[20]，Seo 等研究了对南美地区农业生产的影响[21]，这些研究的结果表明，全球气候变暖会减少农民的净收益。Mendelsohn 等[18，22]、Seo等[21]对美国、巴西、斯里兰卡和南美地区进行了研究，发现耕地的单位面积平均价值对季节的湿度和温度都是比较敏感的。Mendelsohn 等、Seo等、Fleischer等对印度、美洲、南美和以色列的研究结果也都大体相似[21-24]。
Ricarian Model在气候变暖对农业影响的研究中从理论上来说相对于生产函数法具有良好的品性，但是在实际操作中对研究者具有较高的挑战性。因为为了剥离出气候变暖对农业的影响，该模型要求控制其他与气候因素正交的所有未观测到的变量(土壤质量等变量)，而这一点在实际操作中很难做到，因为许多变量我们确实是无法观测到。因此，在实际操作中该模型面临的最大问题就是遗漏变量的问题，这一问题目前也已被很多研究所证实，如Black等[25]、Chay等[26]。而这些问题会导致利用该模型研究气候变暖对农业生产的影响会产生有偏误的估计。
鉴于生产函数模型和享乐模型所存在的这些问题，Deschenes 等使用美国县级面板数据通过控制县级和州级的固定效应，来控制其他未观测的数据，削减享乐模型使用横截面数据所产生的偏误[19]。
3 氣候变暖对中国粮食安全的影响
3.1 气候变暖对粮食产量的影响
中国作为一个人口大国，其粮食安全状况在很大程度上决定了世界总体食物安全状况。因此，全球气候变暖对中国粮食生产的影响也备受关注。不过研究的角度也有作物产量模型和作物经济模型之分，其中使用作物产量模型的居多，但是仅从研究结论来看，存在着较大的分歧。
有的研究得出的结论认为，全球气候变暖会导致中国粮食产量减少[27-31]。张俊香等根据关中地区宝鸡、西安、渭南与咸阳4地(市)在1949—1999年的逐年小麦单产记录序列以及4地(市)的气象观测站点自建站以来至2000年近50年的气象记录序列，对关中地区小麦产量与年均温度、年降水量作相关分析。结果发现，关中平原气候具有暖干化趋势;随着气温变暖，小麦产量增加幅度减小，小麦产量对降水量波动的响应比对气温波动的响应显著[32]。吴泽新应用作物生长模型研究20世纪后40年气候变化对黄淮海平原主要粮食作物冬小麦生长发育的影响发现，气候变化对黄淮海平原冬小麦2个发育期(开花期和成熟期)及生育期的影响较小，平均在1 d左右。气候变化对黄淮海平原冬小麦产量的形成不利。其中，气候变化对黄河中游平原冬小麦影响最大，冬小麦减产最明显，减产11%～20%[33]。
也有研究指出，气候变暖会导致粮食产量增加。蔺涛等收集到1986—2000年黑龙江省79个县(市)农业生产资料和30个气象台站逐日气温、降水量资料，应用柯布-道格拉斯生产函数法研究了黑龙江省气候变化对粮食生产的影响，结果表明，气候变暖对粮食生产有利，降水量的变化未对粮食产量产生实质影响[34]。方修琦等研究过去20年气候变暖对黑龙江省水稻单产增加的贡献率的估算也得出了相似的结论[35]。
还有研究结论表明气候变暖对粮食产量的复杂影响。马树庆采用作物生长发育和产量形成对气温、降水量等资源环境条件的反应函数，建立了在气候变化条件下粮食产量变率理论推算模式，分析了在主要农作物生长季气温升、降1～2 ℃ 与降水量增、减10%～20%的各种组合条件下，东北各地粮、豆作物产量的变化，结果表明，气候变化对产量影响较大，地域差异明显[36]。气温升、降10 ℃，粮、豆单产将升、降2%～40%，东北部地区变幅大于西南部地区;降水量增、减10%，西部、西南部地区粮食产量将增加或减少10%左右，东南部地区则相反。姚凤梅利用中国主要稻区1981—2000年记录完整的78个代表性水稻测站产量、生育期的观测记录和相应气象台站的气候观测数据等，研究了气候变化对水稻产量的影响，结果发现，温度升高对东北单季稻区、长江流域以南双季晚稻和华南双季晚稻产量有正面影响，温度降低对其有负面影响，东北、长江流域以北、长江流域以南和广西双季早稻生长季温度距平大于某一临界值时对产量有负面影响，温度变化小于拐点值范围内，温度升高对产量有正面影响[13]。福建、广东省早稻产量指数随温度距平增加而减少，长江流域以南、华南双季晚稻区产量指数随温度距平增加而增加。温度距平和东北、长江流域以北单季稻和长江流域以南双季稻相关性大于和华南气候产量指数相关性。张建平等基于作物模式与气候模式相连接的研究方法，就未来100年(2000—2100年)气候变化对我国南方双季水稻的发育和产量影响进行了网格化定量模拟。结果表明：(1)未来气候情景下，我国南方大部分地区双季稻(早稻、晚稻)的生长期会有所缩短;(2)产量可能会有所下降，但下降的幅度不是很大，其中早稻受气候影响较大;(3)产量变化既受一定地域分布规律的影响，又体现出气候变化影响的复杂性[37-41]。
3.2 气候变暖对农户收入的影响
从作物经济收入的角度进行研究的文献大多使用的是Ricarian Model模型。Liu等使用县级数据得出的结论是全球气候变暖会提高农户的净收入[42]。而Wang等使用农户数据得出的结论是全球气候变暖对农户粮食净收入的影响会随着地区的不同而不同，中部地区会从全球气候变暖中受益，而南部和北部地区会是全球气候变暖的受害者[10]。
不幸的是这些研究所使用的数据都是面板数据，并且也都面临着遗漏的变量问题，如Wang等的研究就没有包含土壤质量这一重要变量[10]。因此，这些研究没有完全剥离出气候变暖对农业生产的影响，结果存在估计偏误的可能。
3.3 气候变暖对农业产出的间接影响
还有一些研究不是直接评价气候变暖对粮食产量或者收入的影响，而是针对粮食作物的其他自然生产变量进行研究。
姜群鸥等利用1991—2000年黄淮海平原气象台站的历史观测资料，通过分析气温、降水量与耕地生产潜力的关系，评价气候变化对耕地生产潜力的影响[43]。研究发现，黄淮海平原耕地生产潜力与降水量、氣温呈显著正相关[43]。对各农业生态区的回归分析表明，如果气温或降水量提高10%，耕地生产潜力分别提高3.2%与0.3%[43]。
陈峪等利用作物生长动态统计方法，计算和分析了1998年5—9月气温和降水量变化对东北地区水稻、玉米、大豆3种主要作物生产潜力的影响。结果发现，气候变化可使作物生产潜力产生相应的变化，但对不同地区、不同作物所产生的效应不同;温度升高使作物生产潜力提高，温度下降则作物生产潜力降低;温度变化幅度越大，作物生产潜力变化幅度也越大[44]。在温度变化率相同的情况下，热量条件越差的地区，作物生产潜力所受的影响越大;反之，影响越小。温度变化对水稻的生产潜力影响最大。 降水量变化对作物气候生产潜力的影响比较复杂，一般来说，缺水地区降水量增多使作物生产潜力提高，降水量减少使作物生产潜力降低，以水稻对水分变化最敏感。而水分条件好的地区，则有所不同，降水量增多作物生产潜力下降，降水量减少反而能使作物生产潜力提高，大豆对水分的变化最敏感。气候条件适中的地区，降水量变化对作物生产潜力的影响不明显;若未来气候变暖，东北地区作物生产潜力将有不同程度提高，并对水稻生产最有利;若未来气候趋于湿润，对干旱的西部地区作物生产有利;若未来气候趋于干燥，对西部地区不利，而对多雨的东部地区比较有利。
张谋草等、姚晓红等研究表明，气候变暖使西北地区冬小麦越冬前的发育期推迟、越冬后的发育期提前、冬小麦生育期缩短、越冬死亡率降低[45]。
唐国平等根据1958—1997年中国310个气象站的月平均最高、最低气温，月平均降水量，日照时数等气象参数评估了气候变化对不同区域复种指数、可耕种土地面积、潜在粮食产量及其土地生产潜力的影响[46]。结果表明，由于气温升高加上东北、西北、青藏和华北部分地区降水量增多，中国农业的复种指数将普遍增加;气候变化将增加中国东北、西北和青藏地区可耕种土地的面积、潜在粮食产量，而华东、华中和西南地区可耕种土地的面积、潜在粮食产量会减少。气温升高将明显增加中国东北地区的土地生产潜力，而中国华南、西藏地区的土地生产潜力明显减少，且西藏地区的土地生产潜力减少的幅度最大。就全国平均状况而言，气候变化会对土地生产潜力产生不利影响。
4 应对气候变暖对食物安全影响的策略
Brown等指出气候变化对谷物产量的影响会因不同地区的技术状况不同而不同，对于技术决定型的地区而言气候变化对其农业生产率的影响要远远小于气候和农业资源禀赋决定型的地区，因此气候变暖不一定必然导致食物不安全，食物安全的状况可以通过经济、政治以及农业政策得到改善，改良种子、肥料、土地利用以及治理能够提高食物安全[2]。但是Wojtkowski对此提出了质疑，他认为绿色革命确实能够在很大程度上提高农业生产率，但是对于确保食物安全却很少能发挥作用。Wojtkowski认为应对气候变暖对食物安全影响的措施可以是在农户层面，土地整理、建立稳定农业生态系统、改变作物种植品种、构建生物多样性以及提高传统社区的组织化程度[3]。
5 总结与评述
从以上有关气候变暖对粮食安全影响的文献回顾中，笔者发现研究的角度主要有2个：一个是对作物产量的影响，一个是对农户经济收入的影响。这2种研究视角又大体对应着2种主要的研究方法：一种是生产函数法，一种是享乐评价法(如Ricarian Model等)。研究的地理对象和作物对象涵盖了全球大部分地区以及主要粮食作物。在研究结果方面，从以往的研究中我们可以发现气候变暖对粮食安全的影响会随着地区以及作物品种的不同而不同，另外使用不同的研究方法所得的结论往往也有很大的差异。以往研究对于我们认识气候变暖会对粮食安全产生何种影响的问题有很大的帮助，但是这些研究中也存在着一些不足和值得进一步研究的地方，主要有：
(1)虽然目前有不少关于气候变暖对农业生产方面的研究，但是这些研究的对象大多是国外其他国家，对中国关注的相对较少。在对中国的研究中分地区、分品种研究的较多，综合性研究较少。
(2)在对中国气候变暖的研究中，所使用的大多是生产函数法以及享乐评价法，但这些方法要么面临着假设谬误的问题，要么面临着遗漏变量的问题，从而无法做到无偏估计。所以气候变暖对粮食生产的无偏估计还须进一步探讨。
(3)对于该采取怎样的策略来应对气候变暖的影响，现有文献没有给出一个清晰的认识。因此有关气候变暖的政策研究也是值得深入探讨的内容。
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作者：刘力 阮荣平
第二篇：发展生态农业，应对气候变暖
摘要：按照目前的趋势，今后20-50年全国年平均温度可能升高2.5-3℃，将导致中国三大主要粮食作物(水稻、小麦和玉米)产量持续下降。在此背景下，环境友好、经济高效的生态农业优势明显。应组织和帮助农民调整农业种植结构，采用农民用得起、用得上的技术，发展可持续的生态农业。
一、气候变化威胁粮食安全
气候变化以温度上升为主要特征。中国近100年来增温0.5-0.8℃，近50年尤其明显，其中主要又发生在20世纪80年代中期后。1951-2001年，中国年平均气温上升了约1.1℃，而且四季平均气温都呈上升趋势，其中冬季上升趋势最明显，其次是春季。我国农业属于气候变化影响最敏感的领域之一。气候变化主要通过温度、水资源、极端天气事件、土壤、病虫害等因素影响农业生产，并因区域和季节而异。总体而言，气候变化对中国农业的影响利弊并存。但以负面影响为主。气候变化将造成中国未来粮食生产波动增大，甚至对中国的粮食安全构成威胁。
气温上升改善了农业热量条件，中国北部地区表现相对明显，高温使区域的低温冷害减少，作物种植期延长。温度升高会增加农作物的呼吸消耗，影响光合作用的进行，籽粒灌浆不充分，导致作物减产。预测显示，今后20-50年间，农业生产将受到气候变化的严重冲击。按照目前的趋势，全国平均温度升高2.5-3℃之后，将导致中国三大主要粮食作物(水稻、小麦和玉米)产量持续下降。研究的初步结果显示：温度升高、农业用水减少和耕地面积下降会使中国2050年的粮食总生产水平下降14％-23％。
受气候变化影响，在中国北方地区，温度的升高将加剧水资源短缺，特别是在北方干旱和半干旱区情况更为严重，沙漠化趋势进一步恶化；在长江中下游等地区，强降水事件频率将有所增加，洪涝灾害加重。干旱或降水的发生将直接影响或终止农业生产进程，使一些作物受灾减产甚至绝收。
中国每年因各种气象灾害造成的农作物受灾面积达5000万公顷。随着未来热浪、暴雨、旱涝灾害、台风等极端天气灾害频率和强度的加剧，农业生产可能遭受更大的损失。
气候变化导致土壤微生物活性提高，加速土壤中有机质和氮的流失，从而加速土壤退化、侵蚀、盐渍化的发展，削弱农业生态系统抵御自然灾害的能力。
气候变化带来的环境变化会加剧病虫害的流行和杂草蔓延。目前中国农业因病虫害造成的损失大约为农业总值的20％-25％。冬季增温将使北方许多害虫和病原物容易越冬，一年中害虫世代数增多，农田多次受害的机率增大，农业生产将可能面临更多来自病虫害的威胁。
气候变化使中国长期形成的农业生产格局和种植模式受到水热条件变化等冲击，特别是纬度较低的地区，但却为中高纬度和高原区发展多熟种植制度带来了可能，比如黑龙江的水稻种植，还有东北地区的冬麦北移。
为了减少气候变化对农业的负面影响，农药、化肥的施用量和灌溉用水量均相应增大，加上进行土壤改良和水土保持的费用也在增大，都使农业的投资增加，提高了生产成本。
气候变化对粮食安全的影响，一直是气候变化影响评估工作的重点之一。熊伟等研究指出，如果不考虑二氧化碳的肥效作用和适应措施，在全国平均温度升高2.5-3℃之前，中国三大主要粮食作物的单产水平有增有减，这意味着未来的粮食总产水平还可以通过种植结构的调整而得以保持稳定。然而当平均温度升高2.5-3℃以后时，中国这三种主要粮食的单产水平将会持续下降，从而会影响到粮食总产。当然，考虑到未来较高的二氧化碳浓度会对作物产生肥效作用，因此未来各种作物的粮食单产水平仍有较大的增产空间，其中以小麦最大，水稻次之，故目前预估的温室升高幅度不会对中国的粮食总产造成较大的负面影响。
但未来粮食安全问题不仅取决于未来的粮食单产水平，还取决于粮食播种面积、技术贡献程度、人口总量、国际贸易情况等。目前还很少有考虑到气候变化影响后粮食安全问题的综合研究结果，更缺乏考虑到气候变化适应措施后的粮食安全评估。
目前，受需求增长的影响，特别是严重自然灾害导致世界粮食减产和粮食储备连续下降等因素影响，加上生物燃料异军突起，全球粮价飞涨，而气候变化将有可能使这种局面进一步恶化。对中国来说，气候变化将给粮食生产带来冲击。结合未来粮食需求增长分析，未来气候变化将会影响中国粮食的供需平衡。在温室气体高排放情景下，中国未来社会发展的基本粮食供给将有可能在2030年前后出现粮食缺口；中低排放情景下，未来社会发展的基本粮食供应将不存在问题，而社会长期可持续发展的粮食需求将可能无法得到满足。
二、发展生态农业，适应和减缓气候变化
在应对气候变化不利影响时，采用合适的适应政策尤为重要。除了有效利用良好的灌溉条件、调整播种日期、适当更替品种之外，更大力度地发展生态农业是既有助于实现农业减排，又能够保证农业生产的一举两得之选。对于气候变化，生态农业是适应，也是减缓。
生态农业作为一种综合的、系统的、具地方特点的农业生产方式，与其他方式相比能够更好地应对气候变化。许多生态农业的模式和技术或多或少地具有减缓和适应气候变化的效果，尽管这些模式和技术并非为减缓或适应气候变化而设计。与现有的过度依赖化肥和农药的农业生产模式相比，综合的生态农业体系不仅可以有效地减少温室气体的排放，而且也由于其本身的特点，在气候变化带来的温度升高、水资源匮乏、极端天气事件频发、土壤变化和病虫害频发等情况下，能够更好地适应和保证中国的农业生产和粮食安全。
生态农业的主要特点是通过生物措施保持土壤肥力，尽可能减少外部投入，最大限度减少对人工合成的化肥、农药的依赖，更多地利用自然的调控机制，合理利用和保护自然资源，建立因地制宜的多样化生产模式。
生态农业模式具有减排和固碳功能，可以减少温室气体的排放。首先，生态农业系统能够减少甲烷等温室气体的排放。稻—鱼生态农业系统改善了土壤的氧化还原状况，显著降低了甲烷排放通量；稻—鸭系统有利于改善田间小气候，减少甲烷的排放；发展农村沼气可以减少有机肥处理过程中的甲烷排放，在2010-2050年间，沼气替代生物质能和煤炭可使二氧化碳年排放减少307.8万吨-4592.8万吨，二氧化硫年排放减少13.1万吨-98.9万吨；使用有机肥还能减少对氮肥的依赖，降低氧化亚氮的排放。其次，生态农业具有固碳作用。实施退耕还林还草、减免耕、秸秆还田等保护性耕作的生态农业方式，能够极大地增加中国的碳储量，改善生态环境，减缓气候变化的影响。
生态农业模式和技术对于减缓气候变化的影响具有积极的作用，主要体现在通过提高能源效率、节约能源、发展可再生能源、加强生态保护和建设、大力开展植树造林等措施，控制温室气体排放，增加农田土壤碳贮存。具体措施包括：化肥和农药合理使用；增施有机肥；可再生能源沼气利用；恢复草地植被，提高草地生产力；开发反刍动物品种、规模化饲养管理技
术，降低畜产品的甲烷排放强度；推广秸秆处理技术等。
生态农业能有效控制病虫草害，减少农药投放量。比如增加农田的物种多样性，利用物种间相生相克的自然规律，能够有效地减轻植物病害的危害，可大幅度减少化学农药的施用和环境污染。
从本质上讲，生态农业模式和技术是对农业生态经济系统的调整，目标是改善系统结构，增强系统功能，具有增强系统适应能力的作用，许多措施也可以认为是属于应对气候变化的适应措施。生态农业模式和技术在适应气候变化上可以归纳为以下几个方面：1.加强农业基础设施建设；2.推进农业结构和种植制度调整；3.选育、推广抗逆作物和适应性强的动物新品种，提高农业生产能力；4.遏制草地荒漠化加重趋势；5.加强适应气候变化和提高生产力的新技术的研究与开发，提高农业应用新技术的能力。
比如稻种混栽，黄瓜间作莴苣，稻—鸭、稻—鱼综合种养模式，既能保证农业产量，又因减少化肥、农药、除草剂等投入，实现了减排防污。
冬麦北移高效地利用了土地和气候资源，加上改进间套作模式，增加复种指数，成为生态农业和气候变化相适应的积极例子。
三、应对气候变化的政策和措施建议
在气候变化条件下，由于热量条件、供水能力、病虫害发生、大气组成等诸多因素的改变，必然会对传统的农业生产模式造成冲击。农业是气候变化的主要敏感领域，由于中国农业生产水平相对落后、农民生活水平比较低，对气候适应能力也相对薄弱。
面对严峻的气候变化挑战，从宏观到产业到技术制定适宜的应对措施，对于保障粮食安全、推进中国的可持续发展具有十分重要的作用。
宏观决策。逐步建立气候变化影响的监测系统，建立气候灾害监测、预警、分析和决策支持系统；开展气候灾害的重点防御工程建设，并对工程后期的环境和生态影响进行综合评估；加强气候变化影响和适应的科学研究，建立适应气候变化的科技支持系统，提高中国应对气候变化的分析和决策能力；组建气候灾害决策管理机构，建立统筹全局的指挥调度系统，降低气候灾害的损失；增强气候灾害的防范意识，将气候变化逐步纳入国民经济和社会发展的中长期规划和计划中；完善气象灾害保险体系。
农业领域。加强农业基础设施建设，选育抗逆农作物品种，发展包括生物技术在内的新技术，强化优势农产品的规模化种植带，突出高产、稳产，增强农业抗灾能力；加强水利基础设施建设，提高防洪、抗旱、供水能力及其应变能力，将气候变化对水资源承载能力的影响作为约束条件考虑，并使这一要求具体地落实到建设项目中；继续植树造林，并提高物种对环境变化的适应能力，加大对自然保护区的保护和管理力度，加强森林火灾预防及病虫害的防治；根据气候变化以草定畜，改变超载过牧，避免草场退化，扭转荒漠化趋势，增强草原畜牧业抗灾能力；提高防潮设施的设计标准，强化沿海防潮设施的建设；继续加强致病气象灾害预报，建立预报、监测和监控网络，扩大预防疫区。
生态农业技术。生态农业是协调环境和农业二者关系的一种可持续发展模式：可持续生态农业是中国优先发展领域，适应气候变化是中国面临的一个紧迫问题，两者结合可以减轻气候变化的不利影响。因此，挖掘气候变化背景下的生态农业优势，是农业和环境协调发展的理想选择之一。生态农业不仅要表现在环境友好，也体现在经济高效。气候变化条件下的生态农业建设，首先应向农民推荐使用低成本的适应技术，让农民用得起，用得上。比如节水高效农业技术，包括节水灌溉技术、蓄水保水技术、肥水配合技术等，采用合理的种植结构结合集雨补灌就可以使农业成本相对降低。应根据气候变化趋势，积极组织和帮助农民调整农业种植结构。作物育种也是气候变化的适应措施之一，不仅包括抗病虫害的品种筛选，也包括耐热和耐旱的筛选，基因技术会对气候变化适应提供更多的可能。
气候变暖、粮食安全、生态农业，不仅仅是国家的事，农民的事，提高公众的生态农业和气候变化适应意识也是应对气候变化的重要举措。在这方面，我们同样有欠缺，任重道远。
(责任编辑：杜建国)
作者：马世铭等
第三篇：气候变暖对柴达木盆地农作物种植结构的影响
摘要 利用柴达木盆地1961～2010年气温、降水资料，采用统计分析的方法分析了近50年来温度和降水量变化特征，在此基础上探讨了气候变暖对农作物种植结构的影响。结果表明，近50年来柴达木盆地年平均气温呈增加趋势，倾向率达0.55 ℃/10a;秋、冬季增温较显著，增温贡献率较大;近50年来≥0 ℃、≥5 ℃、≥10 ℃的积温均呈增加的趋势，≥0 ℃、≥5 ℃、≥10 ℃的初日呈提前趋势，终日逐年代呈推迟趋势;近50年来降水量略有增加趋势，增幅不明显，夏季降水的增加贡献率较大。柴达木盆地气候变暖，农作物生长季积温增多，使农作物生长季延长，利于农作物种植结构不断优化;另一方面将造成农业气象灾害、气候异常现象增加，作物病虫害增多，农业水分供需矛盾加剧，对优化农作物种植结构造成不利影响。
关键词 气候变暖;种植结构;变化特征;影响;柴达木盆地
Effects of Climate Warming on Agricultural Crops Planting Structure in Qaidam Basin
WANG Fa-ke1， GOU Riduojie2
(1. Geermu Meteorological Bureau of Qinghai Province， Geermu， Qinghai 816000; 2. Haixi Meteorological Bureau of Qinghai Province， Delingha， Qinghai 817000)
Key words Climate warming; Planting structure; Variation characteristics; Influence; Qaidam Basin
柴達木盆地地跨35°00′～39°20′N、90°16′～99°16′E，海拔2 675～3 350 m，总面积约2.57×105 km2，是我国著名的内陆山间盆地。区域内太阳辐射强、光照充足、光能资源丰富、光温生产潜力大，光热条件有利于农作物生长和发育，有德令哈、察汗乌苏、香日德、诺木洪、格尔木等绿洲农业区，主要种植春小麦、油菜、豌豆、青稞等农作物，是青海省最大的绿洲农业基地。受自然环境、人类活动及气候变暖等因素的影响，区域内农业基础薄弱，生产力水平相对较低。柴达木盆地既是气候变化敏感区，又是生态环境脆弱带，农业作物对气候变化的响应较为敏感[1]。开展柴达木盆地气候变暖对农作物种植结构的影响研究，探讨农作物种植结构合理化布局及对策建议，对提高人们认识气候变暖对农业生产的利弊影响、合理利用气候资源、缓解土地生产压力、改善和保护生态环境、尽早采取有效应对措施、增强农业生产应对气候变化的能力等具有一定的参考和指导意义。笔者在此利用1961～2010年柴达木盆地气温、降水资料，采用统计分析的方法分析了近50年来温度和降水量变化特征，在此基础上探讨了气候变暖对农作物种植结构的影响。
1 资料和方法
1.1 资料选取
选取柴达木盆地境内德令哈、格尔木、小灶火、茫崖、大柴旦、诺木洪、都兰、茶卡8个站点1961～2010年气温、降水资料，季节划分是以3～5月为春季、6～8月为夏季、9～11月为秋季、12月～翌年2月为冬季。
1.2 研究方法
1.2.1 线性趋势方法。
利用气象要素的时间序列，以时间为自变量、要素为因变量，建立一元回归方程[2]。设y为某一气象变量，t为时间，建立y与t之间的一元线性回归方程：y′(t)=b0+b1t，
其趋势变化率为：dy′(t)dt=b1，
把b1×10称为变化倾向率。趋势方程中系数b1的计算式为：
b1=
ni=1(yi-)(ti-)
ni=1(ti-)2
。
b1值的符号反映上升或下降的变化趋势，b1<0表示在计算时段内呈下降趋势，b1>0表示呈上升趋势。b1值绝对值的大小可以度量其演变趋势上升、下降的程度。
1.2.2 累积距平。
累计距平是一种常用的、由曲线直观判断变化趋势的方法，同时通过对累计距平曲线的观察，也可以划分变化的阶段性。对一时间序列x，其某一时刻t的累计距平表示为：
xt=ti=1(xi-)，
式中，xi为随机变量，样本平均值。在累积距平曲线变化中，上升表示累积距平值增加(正距平)，下降则累积距平值减少(负距平)[3]。
2 柴达木盆地气候变化特征分析
2.1 气温变化特征
2.1.1 年代际变化。
从1961～2010年柴达木盆地逐年平均气温变化曲线(图1a)可以看出，50年来柴达木盆地年平均气温呈正趋势变化，其倾向率达0.55 ℃/10a，其增加趋势的t 检验达到0.05的显著性水平;年平均气温20世纪60年代最低，70年代起年平均气温逐渐升高，2001年以来达到最高值，2001年以来与20世纪60年代相比，年平均气温上升了2.3 ℃。累积距平(图1b)显示，柴达木盆地气温20世纪60年代末～80年代中期呈下降趋势，80年代中后期开始上升，一直持续到2010年。
2.1.2 季节变化。
由图2可知，近50年柴达木盆地四季气温均呈现上升趋势，其中春、夏季增温趋势较小，倾向率分别为0.43和0.41 ℃/10a;秋、冬季增温较显著，倾向率分别为0.57和0.79 ℃/10a，秋季达到0.01的显著水平，冬季达到0.05的显著水平。因此，柴达木盆地年平均气温上升秋、冬季增温贡献率较大。
2.2 ≥0 ℃、≥5 ℃、≥10 ℃积温的变化特征
2.2.1 积温年际变化。
从柴达木盆地南缘稳定通过0 ℃、5 ℃、10 ℃的历年平均积温变化(图3a)可看出，各界限温度的积温均呈增加的趋势，倾向率达10.3～11.1(℃·d)/10a。进一步分析其区域年际变化特点发现，西部和中部各地增加较明显，东部增加较小。
2.2.2 积温年代变化。
由图3b可见，≥0 ℃、≥5 ℃、≥10 ℃的积温随年代呈增加趋势，各界限温度2001年以来与20世纪60年代相比增加337.1～393.7 ℃·d;各界限温度积温20世纪80年代增加幅度较小，增加7.7～24.7 ℃·d，90年代增加幅度较大，增加190.8～223.2 ℃·d。
2.2.3 界限温度初日、终日年代变化。
经分析，柴达木盆地≥0 ℃、≥5 ℃、≥10 ℃的初日逐年代呈提前趋势，各年代变化较平稳，提前最多为8 d，最少为1 d，2001年以来与20世纪60年代相比提前了8～20 d;终日逐年代呈推迟趋势，各年代推迟日数最多为6 d，最少为1 d，2001年以来与20世纪60年代相比推迟了7～14 d。
2.3 降水量变化特征
2.3.1 年际变化。
从柴达木盆地年降水量特征变化曲线(图4a)可看出，近50年来年降水量呈现出略有增加趋势，但增幅不明显，未通过0.05的显著性检驗，其相关性不显著。20世纪60、70年代降水量以偏少为主，累积距平曲线呈波动式下降状态;80年代降水偏多，累积距平曲线呈上升趋势，90年代降水变化趋于平稳，2001年以后降水又呈现偏多趋势，累积距平曲线上升趋势明显(图4b)。
2.3.2 季节变化。
分析四季降水变化(图5)发现，春、夏、冬季略有增加趋势，秋季略减少。由于柴达木盆地冬、春季降水较少，70%以上的降水主要集中在夏季，该时期正处于柴达木盆地主汛期，因此，降水量略有增加其夏季降水的增加贡献率较大。
3 气候变暖对农作物种植结构的影响
柴达木盆地气候变暖，作物生长季积温增多，对调整农作物种植结构、增加产量十分有利。气温升高农作物生长季延长，有利于喜温作物面积扩大和复种指数的提高，农作物种植结构不断优化。另一方面气候变暖将导致局部干旱高温危害严重，农作物晚霜冻危害加大，作物病虫害增多，同时气候变暖促使土壤有机质分解加快，农业成本和投资需求大幅度增加[4-5]。
3.1 有利影响
(1)气候变暖，区域内农作物生长季延长，春小麦等农作物播种期提前。2010年较20世纪60年代农作物生长季延长24 d左右，农作物播种期提前近15 d。
(2)气候变暖，区域内农作物种植区域自东向西由高经度向低经度地区延伸，农作物种植面积扩大。农作物播种总面积20世纪90年代初期约为2.2×104 hm2，2010年约为2.9×104 hm2，扩大幅度达32%。
(3)气候变暖，区域内农作物生长季热量条件利于油菜、马铃薯、大蒜、枸杞等生长，因此蔬菜、经济类作物、中药材等植物大面积种植或推广，进而造成区域内总播种面积扩大。2010年与20世纪90年代末期相比，蔬菜种植面积增加3.12%、马铃薯种植面积增加1.1%、油菜种植面积增加1%，枸杞种植面积净增加0.8×104 hm2。
3.2 不利影响
(1)柴达木盆地属干旱、半干旱地区，冬春季降水的增多，可缓解春旱对农业生产的不利影响。但由于全年降水变率大，气温升高，降水增多，将造成农业气象灾害、气候异常现象增加，导致区域内农业生产的不稳定性增加，农作物产量的波动将增大。
(2)气候变暖，春季农作物播种、出苗等发育期提前，农作物晚霜冻危害频次增加。尤其对一些赶季节早播的作物、蔬菜等受到更致命的晚霜冻危害。
(3)气候变暖，特别是冬季气温上升幅度大，将有利于病虫的越冬、繁殖，造成越冬虫源、菌源基数增加，越冬界限北移，使病虫害对农业生产的危害期延长，危害范围扩大，危害程度加大。
(4)气候变暖使农业水分供需矛盾加剧。柴达木盆地太阳辐射强，气候变暖，熱量增加导致土壤的潜在蒸散增大，水资源减少，降水的利用率减小，使农业生产环境恶化，旱地农业和灌溉农业投资和成本将大幅度增加。
4 小结
(1)近50年来柴达木盆地年平均气温呈增加趋势，倾向率达0.55 ℃/10a。秋、冬季增温较显著，增温贡献率较大。
(2)近50年来柴达木盆地≥0 ℃、≥5 ℃、≥10 ℃的积温均呈增加的趋势，西部和中部各地增加较明显，东部增加较小;≥0 ℃、≥5 ℃、≥10 ℃的初日呈提前趋势，提前最多为8 d，最小为1 d;终日逐年代呈推迟趋势，推迟日数最多为6 d，最少为1 d。
(3)近50年来柴达木盆地降水量略有增加趋势，增幅不明显，夏季降水的增加贡献率较大。
(4)柴达木盆地气候变暖，农作物生长季积温增多，使农作物生长季延长，利于农作物种植结构不断优化。另一方面将造成农业气象灾害、气候异常现象增加，作物病虫害增多，农业水分供需矛盾加剧，对优化农作物种植结构造成不利影响。
参考文献
[1] 陈晓光，李林，朱西德，等.青海省气候变化的区域性差异及其成因研究[J].气候变化研究进展，2009(5)：1-3.
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[4] 欧阳海，郑步忠，王雪娥，等.农业气候学[M].北京：气象出版社，1990：154-193.
[5] 汪青春，张国胜，李林，等.柴达木盆地近40a气候变化及其对农业影响的研究[J].干旱气象，2004，22(4)：29-33.
作者：王发科 苟日多杰