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。     

中国东北地区气候变暖的粮食生产适应及公众参与

为了认识和应对气候变化问题,本研究以1978—2008年东北地区小麦、玉米、稻谷的种植面积和单位面积产量数据为基础,分析了粮食作物播种面积比重、粮食作物种植结构的变化,应用线性回归分析方法对比分析气候变化对小麦、玉米、稻谷单产的影响差异。结果表明,在全球变暖驱动下,东北地区农业种植正在发生适应性变化,种植面积的扩大是人类主动应对气候变化的表现。研究发现,这种农业适应是公众自我实行而非政府有计划推行的。借助这个经验,笔者认为针对东北地区农业适应气候变化现象,提出了以公众参与气候变化为核心,作为公众的组成部分农业企业和农村居民应该更有计划地参与行列里面来,其中包括改造农业设施、推广新型品种,以更有效地应对和适应气候变化。     

气候变化对中国农业生产的可能影响及适应对策

近100年来,全球地表温度呈不断升高的趋势,且这种趋势还将继续。全球气候变暖已经对许多自然系统和生物系统产生了可辨别的影响。农业是最脆弱的生态系统之一,受气候变化的影响也最直接。由于气候变化使农业气候资源发生变化,从而直接影响到农业种植结构、作物品种布局以及作物产量。综述了近年来气候变化对农作物产量、农业气候资源以及我国农业种植制度和作物品种布局影响的研究成果,并针对未来气候变化提出农业适应措施以及选择措施时应注意的一些问题。     

气候智能型农业的理念与实践

为了适应气候变化和保障全球粮食安全,联合国提出了发展气候智能型农业的理念与实践途径,目标是实现提高农业生产力、适应气候变化和减少温室气体排放3个方面的共赢。笔者阐述了气候智能型农业产生的背景、内涵和相关的技术方法,并介绍了不同国家的实践模式和成功案例。结果表明:气候智能型农业是全球农业转型发展的新方向,可通过土壤、水分、遗传资源和产业价值链等方面的综合管理引导当前农业系统做出必要改变,以共同解决粮食安全和应对气候变化的问题。中国亟待从全球经验和本国国情出发,推动气候智能型农业的发展。     

适应气候变化的农业措施

阐述了适应气候变化的战略性措施(优化作物布局、抗逆新品种选育技术和建立农业灾害预警机制)和技术性措施(水肥资源高效利用技术、抗逆新品种选育技术、农田抗旱微集水种植技术、保护性耕作技术、抗旱覆盖增产技术、农业废弃物再利用技术和作物病虫害防治技术)。     

“气候智能型农业”：理念与实践

[目的]为适应气候变化和保障全球粮食安全,联合国提出了发展“气候智能型农业”的理念与实践途径,目标是实现提高农业生产力、适应气候变化和减少温室气体排放三个方面的共赢。[方法]该文阐述了“气候智能型农业”产生的背景、内涵和相关的技术方法,并介绍了不同国家的实践模式和成功案例。[结果]“气候智能型农业”是全球农业转型发展的新方向,可通过土壤、水分、遗传资源和产业价值链等方面的综合管理引导当前农业系统做出必要改变,以共同解决粮食安全和应对气候变化的问题。[结论]中国亟待从全球经验和本国国情出发,推动“气候智能型农业”的发展。     

郑州市气候变化对农业生产的影响

为了确定气候变化对农业生产的影响,利用线性和方差分析法,对郑州市1954—2008年以来的降水量、气温及日照年际变化进行分析,并从气候变化对农耕时令计划、作物生长、种植的品种、农业劳作技术、农业生产配套设施等方面的影响进行阐述,以期实现优化农业区域布局、调整种植结构、细化田间管理、农业新技术推广、促进地区农业可持续发展的作用。     

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.     

APEC农业应对气候变化合作进展分析

全球气候变化正在对全球农业生产产生各种影响,对世界粮食安全造成威胁。本文全面分析了气候变化与农业生产之间的交互作用,评价了其影响程度,探索了农业适应和减缓气候变化可行方案对实现世界粮食安全具有重要意义。本文还结合APEC的最佳实践,提出了农业生产适应和减缓气候变化的具体措施及建议,并对未来发展进行了展望。     

The Possible Effect of Climate Warming on Northern Limits of Cropping System and Crop Yield in China

Significantly increasing temperature since the 1980s in China has become a consensus under the background of global climate change and how climate change affects agriculture or even cropping systems has attracted more and more attention from Chinese government and scientists. In this study, the possible effects of climate warming on the national northern limits of cropping systems, the northern limits of winter wheat and double rice, and the stable-yield northern limits of rainfed winter wheat-summer maize rotation in China from 1981 to 2007 were analyzed. Also, the possible change of crop yield caused by planting limits displacement during the periods 1950s-1981 and 1981-2007 was compared and discussed. The recognized calculation methods of agricultural climatic indices were employed. According to the indices of climatic regionalization for cropping systems, the national northern limits of cropping systems, winter wheat and double rice, and the stable-yield northern limits of rainfed winter wheat-summer maize rotation during two periods, including the 1950s-1980 and 1981-2007, were drawn with AreGIS software. Compared with the situation during the 1950s-1980, the northern limits of double cropping system during 1981-2007 showed significant spatial displacement in Shaanxi,Shanxi, Hebei, and Liaoning provinces and Beijing municipality, China. The northern limits of triple cropping system showed the maximum spatial displacement in Hunan, Hubei, Anhui, Jiangsu, and Zhejiang provinces, China. Without considering variety change and social economic factors, the per unit area grain yield of main planting patterns would increase about 54-106% if single cropping system was replaced by double cropping system, which turned out to be 27- 58% if double cropping system was replaced by triple cropping system. In Liaoning, Hebei, Shanxi, Shaanxi, Gansu, and Qinghai provinces, Inner Mongolia and Ningxia autonomous regions, China, the northern limits of winter wheat during 1981-2007 moved northward and expanded westward in different degrees, compared with those during the 1950s-1980.Taking Hebei Province as an example, the northern limits of winter wheat moved northward, and the per unit area grain yield would averagely increase about 25% in the change region if the spring wheat was replaced by winter wheat. In Zhejiang, Anhui, Hubei, and Hunan provinces, China, the planting northern limits of double rice moved northward, and the per unit area grain yield would increase in different degrees only from the perspective of heat resource. The stableyield northern limits of rainfed winter wheat-summer maize rotation moved southeastward in most regions, which was caused by the decrease of local precipitation in recent years. During the past 50 yr, climate wanning made the national northern limits of cropping systems move northward in different degrees, the northern limits of winter wheat and double rice both moved northward, and the cropping system change would cause the increase of per unit area grain yield in the change region. However, the stable-yield northern limits of rainfed winter wheat-summer maize rotation moved southeastward due to the decrease of precipitation.     

近50年中国东北地区气候变化对农业的影响

在回顾中国学者关于东北地区气候变化及对农业影响研究成果基础上,系统概括分析了近50年东北地区农业气候资源和灾害的变化特征及气候变化对农业的影响特征。近50年东北地区升温明显,生长季热量资源增加;农业可用水资源和光能资源呈不同程度减少趋势,且时空分布不均。霜冻害、低温冷害、寒潮、洪涝、冰雹等农业气象灾害减少,旱灾增加。东北地区气候变化对农业影响总体有利,表现为作物适宜生育期延长,发育进程加快,全生育期缩短;积温增加且积温带北移东扩明显,主栽作物适宜种植区域扩大;作物品种由中晚熟替换早中熟;作物种植格局的变化为玉米、水稻、马铃薯等喜温作物种植面积扩大,春小麦种植面积减小。在水分为非限制因子的农区,作物气候生产潜力和产量为增加趋势。气候变化对农业影响的研究存在较大的不确定性,有必要针对农业气候变化及其对农业影响等开展系统性研究。     

从气候角度论农业结构调整

以重庆市丰都县为例,通过对气候特点、气候优势、气象灾害以及农业生产结构关系的分析,以"尊重自然、趋利避害、持续发展、提高效益"为原则,提出农业产业结构调整布局方案:粮食作物扩大优质水稻、玉米、甘薯的种植面积,压缩小麦、马铃薯的种植面积;经济作物扩大烤烟、蔬菜、榨菜的种植面积,压缩大豆、花生、油菜的种植面积;水果干果扩大龙眼、甜橙、红心柚、猕猴桃、核桃、板栗的种植规模,压缩葡萄、桃子、李子的种植规模;林业药材扩大速生丰产林、经济林、黄连、杜仲、红豆杉的种植规模。农业结构调整可以因地因时制宜、科学利用气候资源和有限的土地资源,对提升农林产品的竞争力和经济效益、生态效益具有现实意义。     

1980—2010年东北地区种植结构时空变化特征

【目的】探讨过去30年东北地区像元尺度种植结构的时空分布特征和演变规律,为东北地区农业政策的调整提供科学基础。【方法】基于1980—2010年东北三省的玉米、大豆、水稻和小麦种植面积的县级统计数据,利用SPAM-China模型获取10 km像元尺度上种植结构的分布信息,构建以像元内种植面积比例超过30%和占比前三位的种植结构类型的判定方式,利用空间叠加方法分析种植比例及其结构类型的时空变化特征。【结果】运用像元结果初步阐明了东北地区的种植结构变化特征,首先种植规模的优先顺序在2000年左右发生了变化,由玉米大豆小麦水稻变为玉米大豆水稻小麦;其次,30年间共出现14种组合类型,包括6种水稻及其组合类型由1980年的8.30%增至2010年18.64%,主要分布于辽河平原、松嫩平原和三江平原等地;7种玉米及其组合类型占比超过三分之二,累积比例增长3.7%,主要分布在东北的中西部,是该地区的主要种植作物;5种大豆及其组合类型累积比例减少4.2%,空间上发生了显著的置换,由散布在三省的格局迅速北移集中于黑龙江;7种小麦及其组合类型累积比例从26.82%降为3.17%,是变化最为显著的种植结构类型,现有少量集中于黑龙江嫩江附近。再次,3种种植结构类型变化较多,一是由开垦耕地带来的新类型,占所有变化类型比例为20.91%,特别是黑龙江省拓荒带来的大规模水稻种植;二是单一作物型变化为两种或以上作物类型组合,占比为34.90%,组合作物主要为水稻和大豆;三是多种作物组合型变为单一作物型,将种植结构类型集聚,占比为41.36%,主要为玉米种植区的调整。【结论】过去30年种植结构类型变化规律为种植结构类型分布受玉米和大豆主导,其中大豆空间转移至黑龙江,水稻正成为东北地区重要种植类型,而小麦则持续萎缩至局部地区,种植结构类型变化趋势将以玉米、大豆和水稻为主,单一化趋势显著。种植结构调整方向应从减少单一玉米型和增加水稻和大豆组合型入手。     

气候资源变化对阜阳地区主要农作物产量的影响

利用1986—2015年阜阳市逐日降水、气温、日照资料,分析气候变化趋势,并以当地主要农作物冬小麦为例,分析气候变化对该地区农作物产量的影响,针对其不利影响提出农业领域应对气候变化的策略。结果表明,近30年来阜阳地区热量资源有所增加,但在增温的同时,降水及日照时数却略有下降。降水时期分布不均,特别是拔节孕穗期降水量的多寡是冬小麦产量的限制因子;越冬期≥10℃积温的提高,有助于冬小麦的安全越冬,但也造成虫口密度增加,导致病虫害危害加剧以及杂草蔓延。应从调整种植制度、加强新品种选育、加强农业气象灾害防御、加强农业基础设施建设等方面来应对气候变化对农作物的不利影响。     

未来气候变化对中国种植制度北界的可能影响

 【目的】气候变暖已是一个全球性的问题,中国气候未来将继续变暖,这一变化将对中国的农业生产造成一定的影响,本文旨在研究未来气候变化对中国种植制度北界、冬小麦种植北界、双季稻种植北界、雨养冬小麦-夏玉米稳产种植北界以及热带作物的种植北界的影响。【方法】依据全国种植制度气候区划指标、冬小麦和双季稻种植北界指标、雨养冬小麦-夏玉米稳产种植北界指标以及热带作物种植北界指标,采用经典的农业气候指标计算方法,分析与1950s—1980年相比,未来30年（2011—2040年）、及本世纪中叶（2041—2050年）全国种植制度界限北界、冬小麦种植北界、双季稻种植北界、雨养冬小麦-夏玉米稳产的种植北界、以及热带作物的种植北界的变化。【结果】（1）与1950s—1980年相比,2011—2040年和2041—2050年的一年两熟带和一年三熟带北界都不同程度向北移动。与1950s—1980年相比,基于2011—2040年和2041—2050年未来气候资料分别分析得到的一年一熟区和一年二熟区分界线,空间位移最大的省（市）为陕西省和辽宁省,且2041—2050年北移情况更为明显;与1950s—1980年相比,由2011—2040年和2041—2050年气候资料分别确定的一年二熟区和一年三熟区分界线,空间位移最大的区域在云南省、贵州省、湖北省、安徽省、江苏省和浙江省境内,且2041—2050年北移情况更为明显。在不考虑品种变化、社会经济等方面因素的前提下,这些区域由于气温升高种植制度由一年一熟变为一年两熟、由一年两熟变为一年三熟,区域内单位面积周年粮食产量可不同程度提高。（2）与1950s—1980年相比,2011—2040年和2041—2050年的冬小麦的种植北界在辽宁省、甘肃省和宁夏回族自治区都不同程度向北移动,在青海省表现为西扩。由于冬小麦产量通常要比春小麦高,因此在不考虑其他因素影响的前提下,该区域由于冬小麦替代春小麦可带来单位面积产量的提高。未来气候变暖热量资源的增加,将可能导致浙江省、安徽省、湖北省、湖南省、贵州省双季稻种植北界不同程度北移,特别是浙江省、安徽省和湖北省表现更为明显。热带作物安全种植北界在广西省和广东省境内北移情况比较明显。而未来降水量的增加将使得大部分地区雨养冬小麦-夏玉米稳产北界向西北方向移动。【结论】到2011—2040年和2041—2050年,气候变化将会造成全国种植制度界限不同程度北移、冬小麦种植北界北移西扩,双季稻和热带作物种植北界北移。而未来降水量的增加将使得大部分地区雨养冬小麦-夏玉米稳产北界向西北方向移动。     

我国东部样带适应全球气候变化的若干粮食生产对策的模拟研究

根据在两种CO#-2有效倍增气候变化情景下进行作物模拟试验以及应用有关农业气候指标进行分析的结果,提出了中国东部样带为适应全球气候变化的若干粮食生产对策。在研究区域的北部与南部。分别采用UKMO和GISS情景进行作物模拟试验,作物模型采用的是在研究区域的23个样点经广泛检验的CERES模型系列。结果表明：研究区域的粮食生产仍有回旋余地和多种适应性对策可供选择,包括提高复种指数、发展多熟种植制度、调整品种布局、改善灌溉条件、引进和培育新品种、调整种植日期等。所有这些在模拟研究基础上得出的结论,为制定中国今后适应全球气候变化的农业发展战略与对策提供了科学依据。     

影响90年代上海稻谷单产增长因素的综合分析

通过对1990～1998年上海水稻新农艺、新品种、熟制、农田基本设施及财政投入等影响单产增长因素的分析，结果表明20世纪90年代上海水稻单产增长的主要原因是：现代水稻栽培农艺的大范围推广、优良水稻品种的成功选育、引进和推广，为提高水稻单产提供了有力的技术保证；实行单季晚稻为主的麦稻二熟种植制度，避开了不利的天气气候对水稻生产的影响；稻谷收购价格、收购财政补贴额的增长，提高了农民的种粮积极性；农业水利投资的增加，提高了防灾抗灾能力。进一步提高上海稻谷单产的关键是加大农业科技投入的力度，充分发挥现有常规育种技术和优良品种作用，同时重视运用生物技术，培育更高产、优质的水稻新品种。     

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。