气候变化对水稻生产影响的研究综述

在全球气候变化背景下,我国农业生产活动受到的影响越来越严重.本文以水稻为研究对象,从生产方式、种植制度、经营方式、结构布局等不同角度总结分析气候变化与农业活动之间的相互关系与作用机制.结果表明:现有的研究主要分析气候变化对水稻产量与水稻种植面积的影响,而水稻生产对气候变化的适应性与脆弱性几乎"无人问津".鲜有的关于水稻生产对气候变化适应性与脆弱性的研究发现,研究时段长短的差异以及不同的区域水稻生产对气候变化的适应性与脆弱性不尽相同.因此,气候变化背景下水稻种植户的适应性行为研究将成为未来研究的主要方向,加强对这方面的研究将有助于深化与完善气候变化与水稻生产双向互动机制的研究.     

气候变化对农业影响的研究进展与前沿 ——以水稻为例

在全球气候变化背景下,我国农业生产活动所受到的影响越来越严重。本文以水稻为研究对象,从生产方式、种植制度、经营方式、结构布局等不同角度总结和分析了气候变化与农业活动之间的相互关系与作用机制。结果表明,现有的研究主要分析气候变化对水稻产量与水稻种植面积的影响,而在水稻生产对气候变化的适应性与脆弱性这一领域,几乎无人问津。鲜有的关于水稻生产对气候变化适应性与脆弱性的研究发现,研究时段长短的差异以及不同的区域水稻生产对气候变化的适应性与脆弱性不尽相同。因此,气候变化背景下水稻种植户的适应性行为研究将成为未来研究的主要方向,加强对这些方面的研究将有助于深化与完善气候变化与农业影响双向互动机制的研究。     

气候变化对长江中下游平原料食生产的阶段性影响和适应性对策

利用CERES－Wheat,CERES-Rice,SOYGRO等作物模型与大气环流模型GISSTransient Runs耦合，分析气侯变化对长江中下游平原水稻, 冬小科和大豆生产的阶段性影响，结果表明，在未来50年，由于研究区域增温明显，将导致作物生育期显著缩短，如果仅考虑气候变化的间接影响，水稻，冬小麦，大豆作物都呈减产趋势，在综合考虑气候变化和CO2浓度增加对作物的直接影响后，单季稻，冬小麦，大豆等都将增产，而双季稻区水稻的减产幅度虽有所缓和，但减产趋势不变，鉴于气候变化影响，提出了若干适应气候变化的农业对策。     

非洲农业产量对气候变化响应与适应研究进展

非洲是全世界气候变化最脆弱的地区,而非洲农业受气候变化的影响最为敏感。气候变化已经并将继续对非洲农业和粮食安全产生较大的负面影响。提高气候变化对非洲作物产量影响的理解,揭示非洲农业对气候变化的响应规律,是及时、正确和有效适应气候变化的关键。本文综述了非洲农业对气候变化的响应与适应的研究进展,总结了作物机理模型、统计模型和经济模型目前研究这一问题的三大主要方法,系统阐述了非洲农业对过去和未来气候变化的响应程度及适应措施。未来气候变化对非洲农业的可能影响,不同的研究在不同时间尺度和空间尺度上,随着气候情景、研究方法和作物种类的不同,影响程度的结论差异性较大：作物机理模型方法显示的影响范围是-84%-62%;统计方法评价的影响范围则是-57%-30%;而用计量经济学方法研究显示的影响范围是-100%-168%。随着气候变化对非洲农业的影响得到公认,非洲农业对气候变化的适应问题得到了越来越多的研究。选育抗旱品种、发展保护性农业、完善灌溉设施、调整技术管理等适应措施将有可能对粮食安全带来更大的益处。另外,加强极端气候事件的监测和预警、增强气候预报、有效结合气候变化制定农业生产种植和管理措施、调整作物布局、发挥区域和国际组织（世界气象组织WMO、联合国粮农组织FAO等）在非洲应对气候变化影响方面的合作和对非洲的援助等措施均可提高非洲农业对气候变化的适应能力。本文进一步讨论了研究中存在的不确定性因素,包括数据、方法、结果的不确定性以及气候变化的间接影响、缺乏综合研究等问题,并指出了未来的发展趋势。本文有助于更好地理解非洲农业产量对气候变化的响应与适应,为解决非洲粮食安全问题和消除非洲贫困提供科技支撑,同时也为中国农业应对气候变化提供借鉴。     

气候变化对作物生产潜力的影响研究进展

作物生产潜力的研究对提高作物产量、评价地区粮食的生产能力和人口承载能力,以及为合理进行农业生产规划提供依据。气候变化（包括温度、降水、日照时数等）和极端天气（如干旱、洪涝和暴风雨等）已经对农业产生了深刻的影响。综述了目前国内外气候变化对作物生产潜力的影响的研究方法,以及气候变化对中国小麦、水稻、玉米等主要粮食作物的生产潜力的影响,分析了目前研究中存在的问题与展望,以期为提高中国主要粮食作物的生产潜力和适应气候变化提供理论依据。     

气候变化对中国水稻生产的影响

系统归纳分析了我国气候资源变化情况,总结探讨了气候变化对水稻生育期、产量、品质及生产成本的综合性影响,提出了水稻生产应对气候变化的适应性对策,主要是选育与选用适应气候变化的水稻新品种、调整水稻种植制度及品种搭配结构、适应气候变化的水稻群体管理措施和加强水稻生产过程在灾害性天气的预测预报及预防工作。此外,发现当前针对水稻生产应对气候变化措施的研究缺乏特定性及精确性,有待进一步深入和加强。     

东北稻作系统对气候变暖的实际响应与适应

【目的】明确气候变暖对作物生产的实际影响,降低对未来粮食安全预测的不确定性。【方法】依据东北水稻生产和气候变化的长期观测数据,并结合田间开放式增温试验（free air temperature increase,FATI）,系统研究稻作系统对气候变暖的实际响应与适应。【结果】历史数据分析发现,近几十年来东北水稻单产与其生长季的气温呈明显递增趋势,相关显著,但与降水量变化相关不显著。理论推算表明,水稻生长季最低气温升高1℃,水稻单产可提高6.0%以上。田间试验发现,在目前的气温背景下,水稻冠层气温升高1℃,单产可提高10%左右。近四十年来东北水稻新品种的生育期每10年约延长3 d,与近二十年来田间观测到的水稻实际生育期延长幅度基本一致,达5 d左右;与1970年相比,2010年黑龙江省的水稻种植面积扩大了24倍,种植重心向北位移了近110 km,与东北水稻生长季≥10℃有效积温带北移的幅度一致。【结论】气候变暖对东北水稻的直接增产效应显著,稻作系统可以通过品种改良、栽培改进和区域调整等策略来逐步适应气候变化的趋势。在应对气候变化的稻作制度调整上,应充分挖掘增温的增产效应及作物系统的适应潜力,调整时机和幅度应适当迟后于预测的气候变化进程。在气候变暖的大趋势下,要注意因水稻生育期延长和种植区域北扩而可能遭遇的低温冷害等极端性天气。     

大气环境变化导致水稻品质总体变劣

气候变化将改变作物的生长环境,进而影响作物产量和品质。气候变化对重要粮食作物水稻产量形成的影响已有很多报道,但对同样重要的品质研究较少。在简要介绍实验平台基础上,本文总结了气候变化对水稻品质影响的研究进展。品质性状分为加工、外观、蒸煮/食味、营养和饲用品质,气候变化包括大气CO₂浓度升高、近地层O₃浓度增高和气温升高等,本文重点聚焦大气组分变化及其与高温的互作。已有文献表明,气候变化对水稻品质的影响尚存在诸多不确定性,但本文也发现了一些重要趋势,这些趋势多为不利的变化。高CO₂浓度、高O₃浓度或高温环境下生长的水稻表现出垩白增加、碎米增多的趋势;高CO₂浓度导致稻米蛋白质和多种元素浓度下降,但食味品质可能变优;臭氧胁迫水稻的食用和饲用品质均有变劣趋势。目前这方面认知多来自于单一气候因子的影响研究,但已有少量研究观察到CO₂与温度或O₃之间的交互作用;另外,水稻品质性状对气候变化的响应可能还受熏蒸方式、基因型和施肥量等影响。未来这一领域需继续利用不同尺度的试验平台验证已有趋势并拓展研究内容,在这基础上评估气候变化因子之间以及与其他因子的交互作用,重点揭示这些交互作用的内在机制,以便开发出真正适应未来气候变化的稻作生产技术。     

气候变化对我国农业发展的影响综述

全球气候变暖加大了我国农业发展的不确定性。本文基于我国气候变化的基本事实，分析了气候变化对我国农业发展的影响。结果表明，气候变化导致气温和降水变化，对我国作物生长、产量和农业潜在生产力等产生重要影响，对作物品质和产量带来直接影响，加剧了农业病虫害的发生和流行，进而加大了对农业经济的影响，同时还影响了我国农业种植制度。本研究为农业生产适应气候变化、确保高质量发展提供了参考。     

全球气候变化与农业有害生物控制科学问题刍议

全球气候变化对人类生产生活的影响日益显现,农业有害生物控制亦面临全球气候变化带来的挑战。本文概述了全球气候变暖的现状及其"日因说"、"自律说"、"碳因说"、"牛因说"等观点。同时讨论了气候变化对农业有害生物的趋利和不利影响,认为在全球气候变化背景下,从长时间尺度的战略角度,应重视探索有害生物的群落结构响应、适应机制、扩散机制、致灾预测等基础性科学课题,从短时间尺度上生产实际需要的角度,则应针对具体农业环境、作物对象、有害物种研究防控策略和技术,因时因势而进,因时因势而变。     

玉米种植分布与气候关系研究

从世界角度来看,玉米的种植范围仅次于水稻和小麦,可以看出其种植范围之广,并且产量较高,是我国当前第一大作物。许多研究表明,农作物对气候的变化影响非常敏感,而我国的玉米种植在很大程度上仍然依赖于农业气候资源,玉米的空间分布格局深受气候条件的影响。基于最大熵模型,本文对影响玉米种植分布的主导其后因子进行分析,并对我国玉米种植区分布的气候适宜性进行划分,为制定玉米应对气候变化的措施提供一定的科学依据。     

中国稻作与旱作生产的气象减产风险评价

本研究利用直线滑动平均模型对中国各省区1950—2006年旱作和稻作的趋势产量进行了模拟,计算出历年的气象产量,并采用减产率指标、减产率浮动性指标、高风险概率指标3个评价指标以及综合性指标进行了气象产量的气候变化减产风险评价,同时采用变异系数对我国各省产量波动状况进行了分析,并将各指标与年平均降水变率、年平均气温变率进行耦合分析。结果表明,旱作高减产风险和波动风险主要分布在华东和华南地区,而稻作则体现为由南向北风险逐渐增加。年平均降水变率和年平均气温变率高的地区,其水稻气象减产风险较大。由于人口增长和经济发展的压力,中国农业面临着应对气象减产和保证粮食增产的双重压力。     

生育期气候变化对我国水稻主产区单产的影响——基于扩展C-D生产函数的实证分析

基于扩展的C-D生产函数模型,利用1984-2014年15个省份的水稻投入产出及气象数据,探讨了生育期气候变化对水稻单产的影响,并系统考察了气候因素对水稻单产的非线性及区域差异性影响程度。结果表明:一方面,水稻生育期降水增加对水稻单产具有负向影响,但其对不同地区的具体影响有所不同。同时,降水变化的二次项对水稻单产具有显著的负向影响。从各区域来看,水稻全生育期降水增加对西南地区水稻单产的边际影响为正,而对东北地区、华东地区、华中地区以及华南地区水稻单产的边际影响为负。另一方面,水稻全生育期内气温升高对水稻单产具有负向影响,且气温变化与水稻单产之间存在明显的"倒U型"关系。从各区域来看,气温升高对华东地区、华中地区、华南地区以及西南地区水稻单产的边际影响为负,而对东北地区水稻单产的边际影响为正。     

IMPACTS OF CLIMATE CHANGE ON CROP PRODUCTION,PESTS AND PATHOGENS OF WHEAT AND RICE

● An overview of impacts of climate change on wheat and rice crops. ● A review on impacts of climate change on insect pests and fungal pathogens of wheat and rice. ● A selection of adaptation strategies to mitigate impacts of climate change on crop production and pest and disease management. Ongoing climate change is expected to have impacts on crops, insect pests, and plant pathogens and poses considerable threats to sustainable food security. Existing reviews have summarized impacts of a changing climate on agriculture, but the majority of these are presented from an ecological point of view, and scant information is available on specific species in agricultural applications. This paper provides an overview of impacts of climate change on two staple crops, wheat and rice. First, the direct effects of climate change on crop growth, yield formation, and geographic distribution of wheat and rice are reviewed. Then, the effects of climate change on pests and pathogens related with wheat and rice, and their interactions with the crops are summarized. Finally, potential management strategies to mitigate the direct impacts of climate change on crops, and the indirect impacts on crops through pests and pathogens are outlined. The present overview aims to aid agriculture practitioners and researchers who are interested in wheat and rice to better understand climate change related impacts on the target species.     

气候变化背景下我国农业模型模拟研究进展

概述了我国在未来气候变化下主要粮食作物(水稻,小麦,玉米)的模型模拟研究的概况,主要包括粮食产量和敏感性、脆弱性研究。作物模型与气候模式相结合的模型模拟研究是目前的主流方法。虽然我国的模型模拟研究取得了一定的进步,但当前研究所用的作物模型大多是国外的模型,国内的模型模拟水平还有待提高。针对目前研究中存在的问题,认为在气候模式本身、温室气体排放情景、应用技术的不确定性、作物生长模拟模型和农业气候变化的脆弱性等方面应进行重点研究,为准确评价气候变化对我国农业生产的可持续发展提供理论依据。     

农户对水稻低碳生产技术的采纳意愿研究

全球气候变暖引发了各界的关注,由于农业生产对气候变化的高度依赖性和敏感性,气候变化对农业生产的影响已逐步成为农业领域研究的热点问题.低碳农业生产技术可以从根源上减少碳排放,具有较好的发展前景.研究农户采纳水稻低碳生产技术的影响因素和干预路径,对有效推动低碳农业生产技术和中国低碳农业生产具有重要的现实意义.该文基于湖北省水稻产地1 115户农户的调查数据,对农户采纳水稻低碳生产技术的因素进行了分析,并基于改进的UTAUT(技术采纳与利用整合理论)模型构建农户水稻低碳生产技术采纳的概念模型,采用PLS-SEM(基于偏最小二乘法的方差分析法)对农户采纳水稻低碳生产技术的关键影响因素和干预路径进行分析.研究结果表明:(1)提高农户的气候变化认知有助于提高农户采纳低碳生产技术的意愿;(2)低碳农业生产技术的实施成本对农户采纳意愿具有显著的负向影响;(3)农户对低碳农业生产技术的采纳受周围人群的影响较为显著;(4)技术门槛和实施条件等表征便利条件对农户采纳低碳生产技术具有显著的促进作用.     

江西省主要作物(稻、棉、油)生态经济系统综合分析评价

基于成本收益分析和能值分析理论,构建经济效益指标和生态经济效益指标,对江西省水稻(早稻和晚稻)、棉花、油菜种植系统的经济效益、生态经济综合效益进行分析和评价。经济效益方面,分析比较了单位面积作物成本构成,构建了净利润(Rev)和净利润率(Prof)两个经济效益指标;生态经济方面,分析比较了单位面积能值投入产出构成,构建了能值投入率、能值产出率、环境负载率、宏观经济能值等四个能值评价指标。计算结果表明江西省水稻、棉花和油菜等作物的生产成本占主导地位,价格因素是影响种植成本最重要的因素。水稻主要是以生产物资费用为主,而棉花和油菜以人工费用为主。从产值和收益来看,Rev大小为棉花>晚稻>早稻>油菜,Prof大小为晚稻>棉花>早稻>油菜。水稻、棉花和油菜种植系统对自然更新资源的依靠程度较低,系统的维系主要依赖于外部购买能值的投入,其构成与生产成本构成是一致的。水稻、棉花和油菜等作物的种植系统能值投入率比较高,大小为棉花>早稻>晚稻>油菜,能值产出率:油菜>棉花>晚稻>早稻,造成生态环境压力为晚稻>早稻>油菜>棉花,宏观经济能值大小为油菜>棉花>晚稻>早稻。结果表明,江西省水稻、棉花、油菜种植系统是高度开放的系统,主要依赖购买能值,但是系统产出率不高,其环境压力也不大。研究结果可为深入认识江西水稻、棉花和油菜等主要作物种植系统提供一个新的视角,并为种植业可持续发展提供一定的参考价值。     

安徽稻茬田利用与马铃薯产业发展的思考与对策

安徽是全国优质水稻生产基地,也是小麦生产的次适应区域,其中稻作区传统种植模式以“水稻—小麦/油菜”种植模式为主,由于社会经济的发展、劳动力结构的变化和气候环境的影响,小麦、油菜种植处于亏损状态,冬闲稻田面积急剧扩增,亟待开展农业产业结构调整。在安徽利用稻茬田发展马铃薯产业具有区位、气候、上市季节、土地资源、产量效益好和机械化程度高等方面的优势,对于保障粮食安全、科学减灾避灾、调整产业结构、提高土地利用率、增加农民收入均具有重要意义。推进安徽稻田马铃薯产业发展,要加强配套技术研究、扩大稻茬马铃薯攻关示范成果应用、强化生产主体培育、加强产业规划布局、加大财政专项支持力度、推进马铃薯一二三产业融合。