气候变化对中国农业生产的影响

未来气候变化下中国农业的稳定事关中国的长远持续发展,国内外气候变化研究界和农业气象研究界对气候变化对中国农业生产的影响的评估未有一致的认识。本文从农业科学角度讨论了气候变化对中国农业生产涉及的气象资源、土地资源、农业生物环境和生态系统的影响,并从作物生长和经济产量形成的角度讨论和分析了气候变化对中国种植业、养殖业不同产业行业的影响,气候变化中一些趋势性变化因不同作物和不同区域而异,例如温度和CO2浓度变化对农业生产的影响因不同作物和不同时相而异,反之,极端性气候／天气事件对农业不同行业的生产都显得危害很大,而气候变化中区域性干旱将成为我国未来农业生产愈来愈严重的挑战。气候变化对中国农业生产的影响甚为复杂,一些气候变化因子的实际影响还存在很大不确定性。当前,定量评价气候变化对中国农业生产的影响还存在困难。     

气候变化对青海省种植业的影响及适应对策

从青海省种植业存在结构单一、为畜牧业提供的饲草(料)有限、春播作物收获后的水热资源没有充分利用等现状出发，结合青海省未来气候暖干化的发展趋势，提出了青海省种植业结构调整对策：如实行农区兴林、旱区兴牧；利用春播作物收获后的余热资源提高复种指数；利用冬、春季增温明显的气候特点扩大冬小麦的种植面积等。     

氮肥高效施用在低碳农业中的关键作用

低碳农业是我国集约化农业发展的必然趋势。深入理解氮肥高效施用是实现低碳农业的关键,可以更加明确如何集成优化农业管理措施增加产量、减少农田生态系统碳排放、提高土壤固碳效应,综合实现固碳、减排、增产的低碳农业发展目标。本文概述了低碳农业评价指标的三个阶段性研究特点,从田间温室气体排放的综合温室效应拓展为涵盖固碳效应的净温室效应,再拓展为涵盖生命周期评价碳排放的综合净温室效应以及兼顾作物产量的温室气体强度。提出了如何利用当季作物试验来估算农田生态系统净碳收支、结合生命周期评价当季作物综合净温室效应和单位产品温室气体强度的方法。按照现阶段低碳农业的评价指标,以我国稻–麦轮作生态系统集约化生产的低碳农业模式为案例,解析氮肥施用在低碳农业各组成包括作物产量、固碳效应、CH₄和N₂O排放、农业措施碳排放中的重要作用,明确氮肥高效施用在农田生态系统综合净温室效应和温室气体强度中的关键作用,从而实现低碳农业可持续发展。     

东北地区农业及环境对气候变化的响应与应对措施

气候变化在东北地区对农业生产和生态环境产生了重要影响。本文总结了东北地区农业生产和生态环境对气候变化的响应, 并从调整农业种植结构、采用农业节水技术措施、实施保护性耕作、采取水土保持措施、加强生态?经济型防护林体系建设等方面分析东北地区对气候变化所采取的应对措施及应对效果。在此基础上, 分析了未来气候变化可能对东北地区农业生产和生态环境造成的影响, 并针对这两个重点领域从调整农业结构和种植制度、选育抗逆性强的品种、调整农业生产管理措施、加强水资源管理、加强生态建设、发展生态经济、综合调控水源和完善监测机制等方面提出了未来应对气候变化的建议。     

农业旱灾脆弱性评价及生态减灾研究——以湖南省衡阳市为例

农业旱情是农业旱灾脆弱性和干旱风险性共同作用的结果。随着全球变暖,蒸发力增大,干旱的风险性变大,因此降低农业旱灾脆弱性是防旱抗旱的重要措施。灾害脆弱性可以看成是生态安全性的另一面,故加强生态安全建设可以降低农业旱灾脆弱性。衡阳市是湖南省重要的农业生产基地之一,也是农业旱情较重地区之一,而其农业旱情与农业旱灾脆弱性密切相关。这种脆弱性是生态环境因素和社会因素在一定的时空条件下偶合的产物。详细地分析了气候因素、植被和土壤等环境因素和水利设施、经济发展水平等社会因素在农业旱灾脆弱性形成中的作用。依据长时间序列的气象资料和经济统计数据,运用数学模型和有关优化分析方法,对衡阳市农业旱灾脆弱性进行定量评估。提出了降低农业旱灾脆弱性的生态措施。     

东北地区主要粮食作物对气候变化的响应及其产量效应

综述了在全球气候变暖背景下,东北地区农业气候资源、农业气象灾害的变化特征以及主要农作物对气候变化的响应。结果表明,气候变暖给东北地区农业带来的影响利弊共存,主要表现为东北地区主要农作物生长季节温度升高、热量资源增加,适宜农作物生长的时期延长、适种区域扩大,为作物的光温生产潜力以及产量的提高提供了潜在的可能。但由于光照及水资源的限制以及CO2浓度的增加而引发的温室效应,对农作物的产量和品质也产生了负面影响。极端天气事件增加,农作物生态环境恶化,干旱、洪涝、盐碱化速度加快,尤其是近几年受全球变暖的影响,东北地区主要农作物受干旱灾害的影响最为明显。降水总量减少和降水分布不均匀,使东北地区成为受气候变化影响最敏感和脆弱地区之一。     

黑龙江省粮食生产对气候变化影响的脆弱性分析

将敏感性指数定义为气候产量与气候生产力之比、适应性指数定义为趋势产量与气候生产力之比、两者的比值定义为脆弱性指数,利用黑龙江省70个县（市）农业生产资料和21个气象台站1986-2000年的日气象资料,计算分析黑龙江省粮食生产对气候变化影响的脆弱性。结果显示,从多年平均来看,黑龙江省粮食生产的适应性指数整体都比较高,并且南部地区高于北部;大兴安岭山区和嫩江平原区的敏感性指数较高;脆弱性指数的空间布局与敏感性指数相似;从时间变化上来看,在研究时段内三个指数都有增加的趋势,但敏感性指数的增强幅度最大,脆弱性指数的增加幅度减小。研究结果对定量评价该省粮食生产对气候变化的响应程度具有重要意义,并且该方法简便可行,为此类研究提供一种新的思路和方法。     

环境土壤学——回顾与展望

环境土壤学是一门新兴的、土壤学和环境科学交叉融合的综合性学科，其研究重点从早期服务于农业安全生产发展至现在的土壤环境与健康，本文从土壤外源物质侵袭和土壤质量演变对土壤环境影响等方面回顾了环境土壤学发展历程。土壤污染物对土壤环境质量影响是以土壤元素背景值和环境现状调查为基础，以明确污染物形态，揭示土壤反应过程机制，评估污染效应，开展土壤环境修复工程为主线不断发展更新。土壤质量演变研究中碳、氮、硫、磷元素循环从土壤肥力和农业非点源污染的探讨拓展至土壤对全球气候变化的适应与响应；土壤退化研究则从对土壤生产力或功能丧失的研究发展至全球气候变化背景下农业发展可持续性及土壤生态功能的研究。环境土壤学在今后有四个重要发展趋势：提倡多学科交叉融合；评估全球气候变化对土壤元素循环的潜在影响；完善土壤健康评价框架中的土壤环境评价指标建立；学科发展服务于国家重大需求。     

生物柴油发展现状、影响与展望

随着第一代生物液体燃料发展规模的迅速扩大,其发展对农产品价格、粮食安全与环境等方面的影响开始显现,并引起了各国政府和学术界的广泛关注。该文在分析世界主要国家生物柴油发展现状、目标与激励政策的基础上,通过对生物柴油生产的原料需要和技术现状分析,探讨了生物柴油发展对农产品价格与环境等方面的可能影响。研究表明：未来生物柴油持续扩张的趋势不可逆转,将对农产品价格产生较大的上涨压力;生物柴油发展对环境和温室气体排放会产生影响,但影响程度与生产方式及其导致的土地利用变化情况密切有关;中国应重点发展林业生物柴油等“非粮”生物液体燃料产业,并建立有利于该产业健康发展的政策规范。     

Crop wild relatives from the Arabian Peninsula

The crop wild relatives constitute an important resource for improving agricultural production. An analysis of the floras from the Arabian Peninsula shows that there are over 400 wild relatives of some 70 food and forage crops. Because of their natural adaptation to the harsh environmental conditions, these species are expected to be extremely important sources of genes for the crop improvement programs targeting climate change and thus of potential value for global agriculture. However, these resources are under severe stress from both natural and anthropogenic factors. Considering that efforts for plant genetic resources conservation in the Arabian Peninsula are still meager, there is an urgent need to collect and conserve the crop wild relatives present in the region.     

气候变化对宁夏农业的影响综述

20世纪60年代中期以来,宁夏地区气候变化的主要特点是：气温升高、降水减少,1986年附近发生了一次明显的气温跃变,跃变后年平均气温升高了1.0℃,模拟预测显示,2080s宁夏的年平均、冬季和夏季平均气温还将明显上升,降水量较基准时段将有所增加。对主要作物而言,宁夏气候变暖以后春小麦气候产量下降明显,减产幅度在30%～60%;气候变暖为水稻高产品种的引进创造了条件,使单产变率减小,保证高产稳产;气温增幅在2.8℃内对玉米生产有利,增幅超过2.8℃会造成玉米减产;生育期平均温度升高会对马铃薯的产量产生负面影响,生育期提早,停止生长期推迟,生长季延长约15d。对于宁夏当地的特色农产品生产而言,枸杞、硒砂瓜、酿酒葡萄都会受到气候变暖、降水减少的不利影响,必须合理补充灌溉。对作物品质而言,气候变暖为酿酒葡萄、玉米等喜温和喜热作物生长发育提供了更充足和更有利的热量资源,使这些作物的品质有所提高。另外,气候变暖使某些农作物的适宜种植面积扩大,使宁夏地区采用的作物品种的熟性由早熟向中晚熟发展、多熟制向北推移和复种指数提高,但气候变暖后病虫害的影响会增加。在引黄灌区,有利于发展喜热、喜温的优质特色农业,可扩大酿酒葡萄、硒砂瓜等特色农业的种植面积。     

基于生命周期评价的现代"草-羊-田"农牧循环系统调控

现代循环农业是实现农业绿色发展、推进乡村全面振兴的重要途径。但以农户经验构建而成的传统循环农业系统多缺乏精确的数据支持与参数匹配，使得系统的高效循环运行面临挑战。因此，本研究在数据采集与跟踪调研的基础上，采用生命周期评价对现代"草-羊-田"农牧循环系统进行实证研究，通过特征化、标准化与加权评估分析不同类别潜在环境影响，并计算系统模拟调控前后污染降级所需环境服务能。结果表明，饲料加工与湖羊养殖亚系统所产生的各类潜在环境影响都超过了其类别总影响的85%，远高于粮食种植和有机堆肥亚系统的；人体毒性和水体生态毒性在各亚系统中所产生的环境影响都较大，而陆地生态毒性的均最小。为实现污染降级每年所需空气、水体和土壤的环境服务能分别为7.42×1010、6.03×1016和1.59×1012J；通过耦合参数协调和关键技术优化对系统进行模拟调控，经测算与原系统相比每年所需各项环境服务能分别降低52%、44%和21%。该研究基于生命周期评价形成的适用于现代"草-羊-田"农牧循环系统并指导其整体调控的方法体系，对现代农牧循环系统的可持续发展与复制推广具有指导意义，同时可为其他现代循环农业系统的优化调整提供方法参考。     

气候变化与东北地区粮食新增

气候变暖为东北地区粮食新增潜能带来机遇与挑战。东北地区气温升高, 无霜期延长, 作物生产潜力提高, 作物栽培区域北移和扩大, 粮食播种面积增加, 加上东北地区现代农业高度发达, 成为我国粮食新增潜力最大的地区。但极端天气频繁发生, 部分地区有干旱趋势, 为东北粮食新增带来不利影响。针对东北地区粮食外运困难, 粮食加工转化能力薄弱, 农业增收困难等问题, 提出东北地区粮食安全发展的战略, 即巩固提高粮食总产, 稳定发展粮食出口, 加快粮食调运, 快速发展粮食加工, 促进粮食转化, 变粮食生产基地为粮食加工转化基地, 变粮食主产区为农业经济发达地区。     

农业气候变化脆弱性评估研究进展

气候脆弱性问题是气候变化影响研究的重要内容，农业的气候变化脆弱性是国内外关注和研究的关键性问题。本文综述了脆弱性和农业对气候变化脆弱性的概念以及研究进展，并探讨了今后农业脆弱性研究的重点和难点问题。     

转基因作物对土壤微生物群落的影响及主要研究策略

土壤生态系统是农业生态系统安全和农业可持续发展的重要载体,也是人类赖以生存的基础。随着基因工程技术的应用和转基因作物大量种植,在带来重大经济效益的同时,也可能会引发一定的生态风险,包括会对农田土壤生态系统尤其是微生物群落结构和功能产生难以预测的复杂影响。目前这些研究方向已成为土壤生物安全的研究热点。本文简要分析了近年来转基因作物对土壤微生物群落的影响,着重介绍了转基因作物种植影响根际土壤微生物群落多样性的研究进展、土壤微生物群落多样性的研究方法及其评估研究的主要策略等。     

CO2浓度倍增及气候变暖对农业生产影响的诊断与评估

模拟实验研究了CO2 浓度倍增对我国主要粮食作物 (小麦、水稻、玉米、大豆 )和蔬菜 (大白菜、黄瓜 )生长发育与产量形成的影响以及气候变暖对农业实用技术和农业气候条件的影响 ,进行农业诊断和评估 ,并提出应对CO2 浓度倍增与气候变暖的农业适应策略     

作物植硅体形态的应用及其封存有机碳研究进展

农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分，在维系生命的生长发育和环境的动态平衡等方面起着至关重要的作用，在其生长发育和环境演变的过程中储存大量的环境变化信息，能够反映古农业的发展变迁。植硅体是一种长期稳定存在于土壤中的非晶质二氧化硅颗粒物，它可以指示气候变化。近年来，植硅体分析主要应用在农业考古、古气候重建、生物地球化学循环和全球碳汇潜力估算的研究中。世界上作物分布广泛，作物栽培历史悠久，研究作物植硅体与植硅体碳，对探讨农业起源与发展，估算农田生态系统植硅体碳汇潜力，应对全球气候变化具有重要意义。本文在查阅国内外与作物植硅体研究相关文献的基础上，综述了作物植硅体的形态研究、植硅体在考古学中的应用、作物植硅体碳含量与分布、碳汇潜力以及植硅体碳汇在全球碳汇中的贡献，阐明了作物植硅体未来的研究方向。1）不同作物产生的植硅体形态不同，而且对作物植硅体形态的研究较多处于优势的禾本科中，其他作物的研究较少；2）作物植硅体碳含量与其本身的固碳能力和效率有关，不完全由植硅体含量的多少决定，此外，植硅体碳含量的多少也可能受生长环境和植物基因型的影响；3）不同生态系统中气候、地表植被、土壤环境等诸多因素直接或间接地影响区域植硅体的碳汇潜力；4）农田生态系统不同作物植硅体碳汇存在显著差异，施加硅肥或硅-磷复合肥、种植高植硅体含量和高植硅体碳含量的作物等均可显著提高农田生态系统碳汇潜力。今后应进一步研究不同作物植硅体碳汇，以帮助识别过去的农业碳汇，评估当前农业碳汇潜力；加强植物、根系、土壤迁移规律的探讨，进一步分析不同作物植硅体积累与碳汇效应；阐明不同植物吸硅机制、植物根系硅化过程与其植硅体含量、植硅体碳含量间的关系；了解西南喀斯特生态脆弱区农业碳汇潜力，以期为作物科学种植、农田生态系统碳汇估算等提供参考。     

气候变化对农业水管理的影响及应对策略研究

气候变化导致全球年平均气温上升、降水模式变化、河流特性改变、极端气候事件频发等,显现出其对农业水资源和农业生产造成的影响,使全球尤其是干旱和半干旱地区可持续农业发展和现代农业水管理面临重大挑战。该文介绍气候变化下的极端气候事件发生,评价气候变化通过气温和降水的改变以及极端气候事件频度和程度加剧等各种方式对农业用水可利用量和水质以及作物需水造成的影响,阐述气候变化通过水要素对灌溉用水、可用耕地、作物产量带来的影响,综述气候变化对农业水管理的影响及应对策略,提出在气候变化对农业水管理的影响及应对策略研究上,应认真考虑气候变化对农业水管理影响的尺度效应和不确定性,从而有助于因地制宜地制定和合理选用农业水管理应对策略;应积极构建基于多模型集成模式的气候变化对农业水管理影响的综合评估方法,从而有利于改善综合预测评估结果的准确性和可靠性;应深入进行农业水管理应对策略的适应-减缓利弊权衡研究和协同效用分析,从而有效改进和提高应对策略的效用。建议国内应该加强对综合评估方法和效用分析的研究力度。     

气候变化下农业领域的国际文献特征与热点演变：基于CiteSpace V的文献计量分析

基于Web of Science核心数据集中1985?2018年发表的11430篇以“气候变化”和“农业”为研究主题的文献,利用CiteSpace V软件网络可视化分析功能,对气候变化下农业领域文献的特征与热点演变进行探究,以期明确该领域研究变化特征与趋势,为发展创新提供参考方向。结果表明：自1985年以来,农业领域年文献数量呈持续上升趋势;以美国、英国、中国、德国、澳大利亚等国家为代表的经济快速发展国家和地区均注重该领域的研究探讨;文献多发表于《Climatic Change》、《Science》等优质期刊;中国科学院、瓦赫宁根大学等国内外众多知名机构均致力于该领域的研究;“影响”、“适应性”、“管理”、“模型”、“食品安全”等是研究的共同热点词汇;以2007年为界,研究热点从评估气候变化对未来农作物产量的影响、影响因子等发展到集中探讨气候变化下农业发展的适应性、气候智慧型农业以及保护性农业等问题,以气候智慧型农业为代表的研究将是未来农业领域创新发展方向。     

辽宁省育肥猪生产环境影响的生命周期评价

采用生命周期评价方法,以1 000 头出栏育肥猪的规模化养殖场为功能单位,对辽宁地区育肥猪生产进行污染物排放清单分析,评价其环境影响。结果表明,1 000 头育肥猪生产的生命周期环境影响综合指数为56.59,环境影响大小依次为富营养化、酸化、全球变暖,环境影响指数依次为36.31、13.84和6.44;富营养化影响主要来源于猪粪尿中氮、磷的排放,酸化影响主要来源于猪粪尿中NH3的排放,全球变暖影响主要来源于种植饲料作物使用的化肥生产过程中NOx的排放。因此,加强养猪粪污无害化处理,促进养殖业废物资源化,增加育肥猪饲料中青饲料比例,提高饲料作物生产过程中化肥利用率是降低辽宁地区育肥猪生产环境负荷的主要措施。