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关键词:气温;降水;变化趋势;农业种植;影响;对策
中图分类号:S16 文献标识码:A
引言
近一个世纪以来,全球气候经历了明显的变暖趋势,受全球平均气温上升影响,全球气候系统出现显著的变化,气候变率增大,极端天气气候事件增多。我国在早些年出现了两个明显的增温期,近年来全国年平均气温升高了1.1℃,巴彦淖尔地区位于西部,地处河套平原和乌拉特草原,是我国和商品粮油生产基地,巴彦淖尔属中温带大陆性季风气候,四季分明,风干物燥,是气候变化脆弱地区,因此认识气候变化对农业生产的影响对提高农业应对气候变化能力具有重大意义。本文选取巴彦淖尔地区代表站临河、五原、杭锦后旗、乌拉特前旗多年气温、降水资料,分析气温、降水变化趋势以及气候变化对农业生产的影响。
1 巴彦淖尔气候变化特征分析
1.1 气温变化特征
1.1.1 气温年际和季节变化
分析巴彦淖尔地区多年来平均气温逐年变化情况为:以前大部分年份气温为负距平,多数年份气温转为正距平,中期后几乎所有年份均为正距平,说明自20世纪90年代以来,巴彦淖尔地区出现持续性增暖趋势,90年代明显增暖,特别是在90年代以后气温处于加速上升趋势;其中年平均气温最高年份1998年(9.59℃)较最低年份(5.79℃)升高了3.8℃。
1.1.2 平均最高、最低气温及日较差变化
通过对巴彦淖尔地区年、季平均最高、最低气温变化趋势特征的分析得出,巴彦淖尔地区年平均最高气温呈增暖趋势,且北部增幅明显大于南部,进入21世纪后年平均最高气温呈弱降温趋势;年、季平均最低气温呈升高趋势,且平均最低气温增暖幅度高于平均最高气温增幅;各地年平均日较差多呈下降趋势,其中北部地区下降幅度较南部显著,各季平均日较差均呈下降趋势,其中冬季下降幅度最大。
1.2 降水变化特征
据早些年巴彦淖尔地区降水资料分析,随着全球气候变暖,该地区总降水量呈略增加趋势,10年降水增加趋势倾向率为5mm/10a左右,近45a降水量约增加22mm,呈现出少雨到多雨期的波动变化。进入21世纪后,降水明显增加,2005年前后处于多雨期。从巴彦淖尔地区降水量四季变化来看,春季降水量为略增加趋势,10年降水趋势倾向率为1.8mm/10a,20世纪70年代前期为降水明显偏多时期,随后降水减少,90年代后期又转为降水偏多时期;夏季降水量为减少趋势,10年降水趋势倾向率为-1.5mm/10a,其中60年代和80年代至90年代中期是降水偏多时期,70年代和90年代末期降水偏少;秋季降水呈减少趋势,10年降水倾向率为-0.7~1.6mm/10a,冬季降水呈增加趋势,10年降水趋势倾向率约为0.5mm/10a。
2 气候变化对农业的影响
2.1对农业种植的影响
气候变暖使农业生产结构、种植制度和作物品种发生改变,其中玉米、马铃薯、大豆和水稻等喜温作物春播期提前,生育期延长,种植面积逐渐扩大,而春小麦播种面积有所减小,宜农地带出现北推和扩大。与20世纪80年代相比,临河21世纪初玉米播种期提前了8d,玉米出苗期由5月中旬中期提前到了5月上旬末,成熟期推迟了3d左右,整个生育期推迟11d,总之气候变暖使巴彦淖尔地区春季物候期提前,对该地区农业生产有积极的促进作用。
2.2对粮食产量的影响
气候变暖使巴彦淖尔地区农业气候环境得到较大改善,无霜期增长,有效积温增加,降水略有增多,有利于巴彦淖尔地区粮食稳产增产,20世纪50年代初巴彦淖尔粮食平均单位产量快速提高,以后缓慢增长,其中80年代中期再次出现大幅度提高,社会生产力得到解放。
2.3对农业气象灾害的影响
随着气温的逐渐升高,巴彦淖尔地区无霜期延长,积雪、雷暴、冰雹、大风、沙尘暴日数减少,同时大部分地区降水量也出现了增多,据近50a巴彦淖尔地区天气要素值可知,该地区后30a较前30a无霜期延长了10~20d,雷暴日数、冰雹日数分别减少3~7d、0.5~2d,大风日数减少5~20d,沙尘暴日数减少了2~13d,降低了气象灾害对农业生产的危害。近几十年巴彦淖尔地区总体降水量呈增加趋势,但降水量四季变化不同,其中冬、春季降水为略增加趋势,夏、秋季为减少趋势,尤其夏季是农作物需水关键期,雨量减少致使农作物及牧草正常生长的水分胁迫加重,干旱缺水现象突出,如夏季高温少雨可增加干热风对农业的危害。
3 应对措施
3.1 提高天气预报准确率和精细化水平,加强农业气象灾害预报预警服务
2010年11月巴彦淖尔市气象局在已建45个区域气象观测站的基础上,又完成了10个四要素区域站建设和6个两要素区域站的升级改造,实现了全市55个区域站的观测资料在网运行目标。整个区域气象观测站网可实现所在地气象状况的实时监测,每小时通过GPRS无线传输方式传输监测数据,达到实时监测天气变化,同时区域气象观测站网所采集数据对于分析各地气候特征、积极应对气候变化等具有重大意义。
3.2 充分利用农业气候资源,提高科学合理种植
充分利用气候变暖趋势下农业气候资源的有利条件,根据热量资源的增加,扩大农作物如玉米等中晚熟、晚熟品种种植比例,以增加粮食产量,但要避免盲目越区种植造成减产等;积极培育抗旱、抗逆优良品种,增大旱田水浇地面积以减轻干旱威胁,加强农业种植区基本水利建设,强化抗旱春播技术研究与推广,同时加强农田管理,提高农作物主要生长季病虫害预报和防治工作等。
参考文献
[1] 陈素华,宫春宁,苏日那. 气候变化对内蒙古农牧业生态环境的影响[J]. 干旱区资源与环境,2005,19(4):155-158.
关键词: 温度 降水量 二氧化碳浓度 病虫害 土壤肥力 农业灾害
1.松原市气候变化及其对农业生产的影响
近百年的时间松原地区气温变化的趋势与全球及我国的气温变化总的趋势一致,呈明显变高趋势,增高率为2℃/100年,特别是1988年以来气温偏高,为明显的偏高期[1]。年降水量及春、夏、冬季降水量均无明显的长期变化趋势,但秋季降水量有减少趋势。近50年松原市平均气温、平均最高气温、平均最低气温均呈明显上升趋势,气候变暖以夜间增温为主,年平均最低气温增高率为0.4℃/10年[1]。未来气候变化对松原市农业的影响主要表现在:一是农业生产的不稳定性增加,如果不采取适应性措施,水稻、小麦和玉米三大作物均以减产为主。二是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。三是农业生产条件发生变化,农业成本和投资需求将大幅度增加。四是潜在荒漠化趋势增大,土壤肥力进一步降低,初级生产力下降。气候变化对粮食产量的影响取决于诸多因素,包括温度、水分、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[2]。下面具体谈一下这些因素对农作物生产的影响。
1.1 温度升高对松原市作物生产的影响
温度升高可延长全年生长期,对无限生长习性或多年生作物以及热量条件不足的地区有利,而对生育期短的栽培作物来说又是不利的,因为温度高使作物的发育速度加快,生育期缩短,单产下降。据[3]研究,作物生育期气温每升高1℃,水稻生育期日数平均缩短7~8d,从而减少了光合作用积累干物质的时间,因此温度升高,对松原市水稻产量的影响是不利的;在平均温度升高的同时,极值最高、最低温度的出现频率增加,对松原市作物的生长发育有抑制作用。高温条件下作物生育期缩短,生长量减少,可能会抵消全年生长期延长的效果。高温胁迫的热害已经限制了作物生产,严重影响玉米的种植和产量。总体而言,温度升高,对松原市作物的生产是不利的。
1.2降水量变化对作物生产的影响
松原市大约一半左右的粮食产量来自灌溉农业,而灌溉的作物主要是水稻、小麦。粮食作物对水分的增多与减少反应不同。玉米表现为水分增加产量增加。小麦对降水量的反应表现出缺水和过多都影响产量。水稻的栽培是“以水定稻”,北方水分减少使水稻减产,高粱、谷子在气候变暖、变干或变湿的过程中由于抗逆性较强,将起调节作用,可减少粮食产量的波动。温度、水分变化对作物生产的影响还决定于水、热匹配状况,如气候变暖与变湿相匹配且同季,农作物将增产;如气候变暖、变干,水分不仅限制变暖的效果,而且会加剧不利影响,作物将减产。近五十年来,松原市乃至整个松原地区干旱呈加重趋势,加之气候变暖,松原地区由于降水减少、蒸发量加大,缺水干旱的状况加剧,作物产量受到严重影响。
1.3气候变暖对施肥量的影响
据松原市土肥站的资料显示,松原市绝大部分的土壤肥力为中等偏下。在较暖的气候条件下,土壤有机质的微生物分解将加快,长此下去将造成地力下降。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的增加,在一定程度上可以补偿土壤有机质的减少,但土壤一旦受旱后,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。肥效对环境温度的变化十分敏感,尤其是氮肥。温度增高1℃,能被植物直接吸收利用的速效氮释放量将增加约4%,释放期将缩短3.6天。因此,要想保持原肥效,每次的施肥量将增加4%左右[4]。施肥量的增加不仅使农民增加投入,而且对土壤和环境也不利。
1.4气候变暖对病虫害的影响
气候变暖后,因病虫害造成的粮食减产幅度将进一步增加,应引起植保部门的足够重视。由于温度升高,害虫发育的起点时间有可能提前,一年中害虫繁殖代数也因此而增加,在新的有利环境条件下,某些害虫的虫口将呈指数增加,造成农田多次受害的机率增高。另外,病虫越冬状况受温度影响将更加明显,冬季变暖,有利于幼虫安全越冬,虫源和病源增大;害虫的休眠越冬期缩短,世代增多。松原市本来就是农作物病虫害的多发啊地区,因此,气候变暖可能会加剧松原市病虫害的流行。
1.5气候变暖对农业灾害的影响
在气候变化的大背景下,异常气候出现的概率将大大增加,尤其是极端天气现象的增多,势必导致世界粮食生产的不稳定,巨大损失在所难免。气候变化可能加重松原地区土地沙化、碱化和草原退化,引起区域气候灾害、荒漠化、沙尘暴的加剧。
2.小结
鉴于气候变暖对松原市农业生产可能出现的严重影响,须加强研究并提出相应的对策。⑴研究适应气候变化的农业发展战略问题:粮食生产的趋势与前景、水资源的农业调配与利用、气候变化后的土地生产力等,以确定农业发展的重点与农业技术的政策与导向。⑵根据气候条件的可能变化,通过模拟实验和田间试验,以确定其对农业影响的程度。⑶研究农业生产布局和结构的调整方案,以确定适应各种变化的农业生产形式与内容。⑷研究高温热害、干旱等农业灾害的机制和规律,提出适应、抗御的途径与措施。⑸发展旱地农业和节水农业,增强农业系统抗逆性,以适应气候可能变干的不利影响。⑹培育耐旱、耐湿、耐热性作物品种,改变耕作制度和栽培管理条件,以适应变暖、变干、变湿的气候环境,提高抗御不良环境影响的能力。⑺采取必要措施,减缓“温室效应”引起全球气候变暖的程度和速度。⑻加强病虫害的防治[5]。
参考文献:
[1]吴志祥,周兆德; 气候变化对我国农业生产的影响及对策[J];华南热带农业大学学报; 2004年02期; 9-13
[2]王铮,黎华群,孔祥德,张正远; 气候变暖对中国农业影响的历史借鉴[J]; 自然科学进展; 2005年06期; 68-75
[3]唐国平,李秀彬,Guenther Fischer,Sylvia Prieler; 气候变化对中国农业生产的影响[J]; 地理学报; 2000年02期;3-12
关键词:气候变化;中国农业生产;影响;策略
中图分类号:S162 文献标识码:A
当前,全世界都在忍受着气候变暖带来的极端天气对日常生活的影响。气候的好坏对农业生产具有重大影响;农业生产的稳定关系到整个中国的长远发展问题,所以,宜人的气候是保证我国粮食安全、保障我国经济平稳快速发展的基础。
1 气候变化对农业生产的有利影响
1.1 农作物种植带向北延长
随着全球变暖趋势的增强,我国多地的农作物种植带逐渐向北延长,一年两熟和一年三熟的农作物面积逐渐扩大。农作物的生长需要充足的阳光、热量和水分,气候变暖使我国多地气温居高不下,在一定程度上有效延长了我国长江以北地区的农作物生长期,将我国农作物的种植带整体向北方推移,许多地区的粮食由一年两熟制转变为一年三熟制,极大地提高了我国农作物的产量,增加了我国多地的粮食储备,有效解决粮食供应不足的问题。
1.2 减轻冬季冰冻灾害
全球的气候变暖趋势缓解了我国高纬度地区农业种植热量不足的问题,帮助高纬度地区的农作物有效延长生育期,更多对热量需求高的粮食作物渐渐向北迁移,丰富了高纬度地区的农作物种类,使作物的种植结构向多元化转变。
2 气候变化对农业生产的不利影响
2.1 易引发病虫害
病虫害是导致农作物减产的重要原因之一。农田里的害虫随着全球气候变暖趋势的加剧,存活时间也会相应增加,中国境内的作物害虫虫卵也会随着种植带的北迁而越冬向北迁移,对我国农作物的收成造成巨大影响。
2.2 干旱、洪涝对农作物产生不利影响
极端气候的加剧会导致暴雨频发,大范围的连续暴雨会造成洪涝灾害,对降水量过于集中地区的农作物造成巨大损失。山洪的暴涨会导致河堤决口,使房屋倒塌、农田积水,严重影响了下游地区的生产生活。洪涝灾害过后,会导致水土流失问题的加剧,进而引发滑坡、泥石流等一系列的次生灾害,也会对农作物造成二次破坏。
我国降水量不均,夏季风提前过境就会造成南旱北涝,夏季风推迟过境就会造成南涝北旱,对农作物的正常生长构成了不小的威胁。水是农作物生长必不可缺的资源,干旱会造成大面积的农田因缺水而龟裂,生长的作物会随之死亡,对当年的粮食收成造成不小的损失。
2.3 海平面上升影响沿海地区农业发展
随着气候变暖问题的日益加剧,南北极的冰川正在加速融化,造成海平面上升,严重威胁到我国沿海地区的农业发展。上升的海平面渐渐会淹没农田,减小了我国沿海地区的农业种植面积,倒灌的海水还会造成农田盐碱化,使种植土壤质量下降,最终导致农作物减产。
3 解决气候负面影响的措施
3.1 结合客观实际,详细制定长远战略
农业是我国生存发展的根本,是国民经济的基础,也是国家自立、社会安定的基础。要想尽快地缓解气候变化对我国农业生产的负面影响,就必须结合我国农业的客观实际,针对存在的问题,制定一个长远发展的战略方案。国家农业部应该针对不同地区出现气候变化的不同,制定出适合该地区的紧急应对模式,避免在出现极端天气情况时处于被动地位,对灾情只能束手无策。
3.2 减少温室气体排放量,缓解气候变暖趋势
气候变暖是目前全世界正在经历的一场浩劫。为了缓解气候变暖趋势,有效控制因为气候变暖导致的一系列极端天气对我国农业造成的不利影响,就必须从生活点滴做起,尽量减少温室气体的日常排放量,为抑制全球气候变暖做出一份贡献。
3.3 以敏感区和敏感产业为关注重点
目前,我国的旱地作物是气候变化的敏感产业,华东、华北和西北地区则是我国农业的敏感地区。相较于南方的水稻农田来说,旱地对气候的变化更加敏感和脆弱。我国在未来的农业建设发展中应该重点强调旱作物的稳产、高产能力建设和相应的技术发展情况,将华东、华北、西北地区作为农业关注的重点地区,特别关注该地区的冬季旱作物应对气候变化的能力。
3.4 提前做好防预准备
防患于未然自古以来都是应对突发事件的最佳选择。我国要想有效控制气候变化造成的农业问题,就必须要未雨绸缪,对气候进行长期的观测研究,并同时加大相应的技术开发投入,加强应用基础和实用技术研究。这样一来,在农业遇到突发的气候变化时,国家能够在第一时间就运用先进的科学技术,对灾害进行有效地控制,避免对国家的农业造成巨大的损失,影响我国的粮食安全。
4 结语
综上所述,农业生产的稳定,关系到整个中国的长远发展问题。气候的好坏对农业生产具有重大影响,它在一定程度上能够帮助我国种植带向北迁移,也可以减轻冬季冰冻灾害,丰富了高纬度地区的农作物种类,使作物的种植结构向多元化转变。但是随之而来的还有洪涝、干旱、病虫害灾难对我国农业的不利影响。为了我国农业能够健康长远发展,就必须结合我国客观实际,详细制定长远战略;减少温室气体排放量,缓解气候变暖趋势;以敏感区和敏感产业为关注重点,提前做好气候灾害的应急准备,对灾害进行有效的控制,避免对国家的农业造成巨大的损失。
参考文献
[1] 吴小玲,廖艳阳.气候变化对农业生产的影响综述[J].现代农业科技,2011(11).
一、以推进经济与农业经济发展为基础
气候变化与经济及农业经济发展是一种互联互制关系。气候变化通过对环境因素的改变影响和制约经济及农业产业的发展;而经济及农业产业的发展水平又决定了对气候变化适应能力建设的财力支持水平。气候变化制约发展,而不科学的发展又会使气候向着制约发展的方向改变。因此,正确处理气候变化与经济及农业经济发展的关系,在科学、协调、可持续发展框架下,通过经济发展增强实力来加强适应能力建设,以应对气候变化的负面影响是目前亟待解决的问题。
同志曾指出,气候变化是环境问题,也是发展问题,但归根结蒂是发展问题。关注和应对气候变化,采取积极的适应和减缓措施,不断提升生态环境保护的层次和水平,是全面落实科学发展观,建设社会主义和谐社会的重要内容。从经济与社会发展的战略上,我们应该努力寻求面对现实的可持续发展途径,通过振兴经济,来解决气候变化问题。在经济发展中,坚持科学合理利用资源、保护生态环境,改变不可持续的生产模式和生活方式,坚持走资源节约型、环境友好型的可持续发展之路,统筹兼顾生态环境保护与经济及农业发展的关系。在农业发展方面,现代条件下的农业从生产规划、资源投入及利用到产后加工全程,都应充分估计气候变化可能带来的各种不利影响,以便及时采取相应的适应措施,规避风险。
由于农业在国民经济中的特殊重要地位及其产业性质,无论气候变化的速度和强度如何演变,农业都必须无条件地面对;农业增产增效是不容逆转的客观要求。因此,在与天奋斗的同时,促进农业经济的快速健康发展并加强对可能愈演愈烈的不利气候变化的适应能力建设,是当今中国乃至世界农业发展的大势所趋。
二、以建立健全组织机构为保障从事任何一项事业都离不开组织保障。早在1990年,我国政府就成立了跨部门的国家气候变化协调小组;1998年,在中央国家机关机构改革过程中,又重组了该协调小组。
由于机构调整和人员变动,2003年,经国务院批准,又成立了新一届的国家气候变化对策协调小组。为了积极应对新的气候变化背景下的国际、国内形势,2007年在应对气候变化的工作体制方面又作出了重大调整,威立了由总理任组长的国家应对气候变化领导小组,使国家应对气候变化工作实现了体制升级。在进一步完善了相关体制和机构建设的基础上,我国政府成立了共有17个部门组成的国家气候变化对策协调机构,在研究、制定和协调有关气候变化的政策等领域开展了多方面卓有成效的工作。农业是最易受气候变化影响的弱质敏感性产业,而且这种趋势还将与日俱增。在新的严峻形势下,应在国家应对气候变化领导小组的领导下,加速完善各地区各部门相关体制和机构的建设,快速提高中国农业的适应能力。在具体行动上,有专家建议,应加强领导,建立领导协调机制,把如何适应气候变化纳入各级农业部门的计划和规划中,并逐步落实。目前,涉农方面的应对气候变化的组织机构在各地区还较少,难以胜任全局性的适应与协调工作。这就需要国家有关部门予以相应的政策引导与财力支持;建立形成覆盖全国各地的应对气候变化组织管理网络,以适应新的形势,促进农业产业的发展。
三、政策措施与法律法规方面
发展农业,一靠政策,二靠科技,三靠投入;这已是多年来众多人士的共识。现代条件下气候变化对农业产业的影响已愈加严重。正确的政策导向及相关法律法规规范下的农业生产,不仅能确保农业产业科学、依法从业,实现可持续发展,更重要的这也是应对气候变化适应能力建设的重要措施之一。
一、关于极端气候变化的趋势研究
世界气象组织2012年11月《世界气候状况年度声明》,在《声明》中指出,全球各地频现极端气候事件,主要表现为热浪、干旱、洪水和低温。美国赖斯大学气候变化专家罗恩·萨斯在2012年9月也指出,极端天气和极端气候将变得越来越常见,这会是一种全球现象,人类需要提早采取措施,积极应对,否则将会面临灾难性严重后果。2012年8月28日的经济参考报也指出,有迹象显示,气候变迁正在成为常态,年复一年愈演愈烈。
二、关于气候变化对粮食安全的研究
不论是发达国家还是承载能力较弱的发展中国家,极端气候变化对全球经济系统产生的影响多为负面(Stern N,2006)。比如,温度的变化会影响农业的地域分布(RosenzwEig和Hillel,1995);温度升高带来的作物病、虫、草害的增加也会影响作物生长,从而对作物产量带来负面影响(Rosenzweig,Hillel,1995)。还比如,气候变化带来的土壤含水量的变化、生长季起始时间和长度变化,将影响各地农作物的生长季长和种类(Conway,1998;Rosenberg,1990);未来水分状况是决定未来很多地方,特别是干旱半干旱地区农业生产的重要因素,降水的变化和作物生长季的变化将是决定未来气候变化对农业生产是利还是弊的决定因素(Hulme,1996;Fischer,1996;Strzepek and Smith,1995;Sivakumar,1992)。虽然全球二氧化碳浓度持续升高促进了光合作用,或将提高作物产量,但海平面上升、极端气候事件频发及病虫灾害高发等将抵消有利因素,从而引起粮食产能的不确定性(潘根兴,2009)。气候变化在中国的区域格局不同,气候变化对不同区域和不同类型农作物生产的影响也不同(林而达,2007;张厚瑄,2000;周舟,2010)。但是,极端天气气候因子与农业经济产出之间存在长期均衡关系,对中国农业经济有显着的负面影响(刘杰、许小峰,2012)。
三、关于气候影响粮食生产的机理研究
国内外有关气候变化对农作物生产影响的研究成果表明,气候变化主要从四个方面影响作物的生产。一是温度的变化会影响农业的地域分布(Rosenzweig和Hillel,1995),气候变化带来的土壤含水量的变化、生长季起始时间和长度变化会影响各地农作物的生长季长和种类。二是二氧化碳将直接在生理上影响作物生产,对作物的生产产生有利的效果,大气中的CO2浓度可以提高作物的水分利用效率和光合作用效率(Conway et al.,1998;Rosenberg et al.,1990),浓度的升高对C3作物(如小麦、水稻和大豆)会产生显着的正效应,对C4作物(如玉米、高粱)产生的正效应较小(Ringius et al.,Hulme,1996)。但由于温度升高带来的作物病、虫、草害的增加也会影响作物生长,从而对作物产量带来负面影响(Rosenzweig,Hillel,1995)。三是未来水分状况是决定未来很多地方,特别是干旱半干旱地区农业生产的重要因素,降水的变化和作物生长季的变化将是决定未来气候变化对农业生产是利还是弊的决定因素(Hulme,1996;Fischer,1996;Strzepek and Smith,1995;Sivakumar,1992)。四是气候平均状态的变化可以影响未来农业的生产,但对未来农业生产影响最大的莫过于极端气候事件(洪水、干旱、极端高温等)。国内外学者对前三个方面的研究关注较多,研究的时间较长,取得的成果较丰富,但对第三个方面的研究起步较晚,研究成果也很少。
四、关于气候变化影响粮食生产的定量测算研究
国内外专家学者通过观测实验(Finn et al.,1982;Nie et al.,1995;刘建国,1992;曹仁林,1994;林而达等,1997;蒋高明,1997;李吉越,1997;林伟宏,1999;李伏生,2003)、动态数值模拟(Hoogenboom G,1999;金之庆,1996;Huang,1998)、统计分析(赵宗慈,1989,1993;程延年,1993;张全武,2003;杨文钦,2004;彭少兵,2004)、经济模型 (周应恒,2011;Liangzhi You,Mark W Rosegrant,2005;Fuhrer,2003;Ciais et al.,2005;David Haim et al,2007;Torriani et al.,2007;Robert Finger,Stephanie Schmid,2007)和Logistic模型(Seo and Mendelsohn,2008)等对气候变化影响粮食产量作了较好研究,取得了较好的研究成果。
【关键词】 气候变化 自主性适应 计划性适应 牧民
面对气候变化,人类需要同时采取“减缓”和“适应”两条路径,其中,减缓能够降低气候变化的速率和范围,而适应则能够降低对气候变化的敏感性,从而最终降低由气候变化所带来的脆弱性。但无论是适应还是减缓的各种措施都无法避免气候变化所带来的影响,因此在短期和长期应对气候变暖所产生的影响方面,采取适应措施是必要的。而且人类社会采取的主动适应措施比自然系统适应气候变化有更大的作用。对于气候变化的适应性正由原来“排在减缓之后的次要问题”变成当今的首要问题了(UNFCCC,2007)。在减缓气候变化进程的全球协作之外,将适应作为一种生存和发展战略加以强调也吸引了不同国家政府的重视和支持。减缓是一项相对长期、艰巨的任务,而适应则更为现实、紧迫,尤其对于经济和社会系统相对脆弱的发展中国家而言,气候问题将首先是适应问题。
IPCC在2001年指出适应性是指系统的活动、过程或结构本身适应气候变化包括气候变率和极端气候事件等,减轻潜在损失,利用机会或对付气候变化后果的能力。并在2007年的最新评估报告中对适应的定义再次进行了说明。所谓适应是指为降低自然系统和人类系统对实际的或预计的气候变化影响的脆弱性而提出的倡议和采取的措施。学者们对气候变化适应性基本是使用IPCC的定义。
一、气候变化的计划性适应
按照行动主体不同及是否有意识的进行(IPCC,2001、2007),气候变化的适应可划分为自主性适应和计划性适应。其中,计划性适应可理解为国家或地方政府为降低自然系统和人为系统对实际的或预计的气候变化影响的脆弱性而采取的措施。通常包括资金、技术资助的措施,行动倡导建议或措施,国家政策、法律等。根据UNDP(2007),成功的计划性适应规划包括:一是有效规划的信息,包括有效的信息获取途径等;二是气候防护性基础设施;三是基于穷人需求之上的社会风险管理和减贫保险;四是灾害风险管理制度。Agrawal(2008)等人的研究发现,有四种有效的计划性适应机制——提供信息、提供技术、财政支持和领导,能够增强自主性适应机制,可以由国家、地方政府等公共机构提供,也可由公民社会组织提供,还可以通过服务机构和私人公司等市场机制解决。在市场经济环境下,市场是配置应对气候变化的各种资源的基础性方式,政策的作用在于影响和优化资源配置。各级政府适应性的地方政策必须得到国家政策和战略的支持,国家和各级政府间有力的合作才能提高对气候变化的适应性。
1、国家、政府层面的计划性适应
由英国的尼古拉斯·斯特恩领导完成的“从经济学角度看气候变化”报告,强调政府应通过制定政策框架将适应与发展政策和规划相结合。越来越多的国家开始重视对气候变化风险的应对,并将其上升至国家的战略和计划层面。
欧盟出台《适应气候变化发展白皮书》,通过建立起气候变化对欧盟影响及后果的知识基础、将“适应”战略融入欧盟主要的政策领域、综合运用各种政策工具解决资金问题、开展国际适应合作来实施适应战略。2008年12月17日,德国政府通过《德国适应气候变化战略》,分列出农业等13个领域采取适应气候变化行动可选择的方案,构建了德国适应气候变化影响的行动框架。澳大利亚政府通过为地方政府提供资金或资助某些项目间接帮助地方政府其承担气候变化的风险,并采取措施应对气候变化可能带来的局部影响。
由于不同区域和国家受气候变化的影响、适应成本和适应能力存在巨大的区域差异,适应性选择也存在较大不同。中国是气候变化脆弱性高的发展中国家,面临更高的气候变化风险。中国应按照“在可持续发展框架下应对气候变化”以及“减缓与适应并重”等原则,强调通过实施可持续发展战略和社会经济发展模式的主动转型来积极应对气候变化问题,不能采用单一的以适应为主或以减缓为主的“单效”方案,从而实现社会经济发展、减缓和适应气候变化的协调推进。未来中国的适应能力建设应该从以推进经济发展为基础,建立健全组织机构、政策法规、基础设施建设、科研与推广、公众参与、城镇化与农业现代化,建立健全防灾减灾预警系统。在此基础上,还应关注和借鉴其他国家或区域进行的具体实践层面的研究。应当加强国内区域适应气候变化的案例研究、扩大研究领域、加强极端天气、气候事件影响的研究,以降低影响评估的不确定性,并提出切实可行的适应对策。
目前,对气候变化的计划性适应研究主要是基于气候变化的表现和影响分析而进行的宏观层面的政策回顾或行动倡导,这些战略或政策措施都是以国家和政府制定并主导的,并且与减缓对策结合在一起。计划性适应与减缓气候变化的措施两者都是一种中长期的行动和策略。正如减缓措施需要全球各个国家发挥协同作用一样,适应策略也需要不同国家或地区、中央和地方的协调。
2、农业和畜牧业对气候变化的计划性适应
农业是受气候变化影响最直接、最脆弱的经济部门。气候变化对农业尤其是种植业生产影响的强度和范围要超过其他产业与经济活动。气候改变以及极端气候状况都会对农业生产体系产生强烈的影响,进而降低农业生产力。近年来,畜牧业受气候变化的影响也逐渐显现。牧民进行畜牧生产最基本的生产资料——草地是受气候变化影响最显著的领域之一。因此,气候变化对农牧民的影响都非常显著。然而以牧区或草原为单位,主要是气候变化影响草地生产力的研究。
政府有关决策机构应采取适应对策、通过适当调整以限制损失和充分利用正在改变的气候条件,促进农业结构的调整,加强农业适应能力建设,以尽量减少损失和尽量实现潜在的效益,以应对未来气候变化的不利影响。农业生产对全球气候变暖的适应并不是被动的、消极的反应,应当以经济、社会和生态环境的协调发展为原则,从系统的观点进行综合考虑,实现各个系统之间的相互协调,保证农业生产的可持续发展。
在农业适应对策研究方面,多是基于平均气候条件下的影响,近年来气候变率和极端气候的增多加重了对农业的危害,因此也应加强对极端气候的研究。另外,在运用简单模型来分析各地农业脆弱性的基础上提出的计划性适应对策尚不具有普适性。在中国,适应仅仅是减轻气候变化对农业影响的众多对策中的一部分。而农业也仅指种植业。
目前,微观层面的研究已开始包括政府的计划性适应和农户层面传统的自主性适应。但是在适应性标签之下直接进行的针对性研究,尤其是区域层次和社区层次更为薄弱。微观层次的农户是适应气候变化最主要的主体之一。不能忽视农民或牧民的个体行为是适应过程中的重要组成部分以及他们的作用。政府计划性的适应措施最需要的是农牧户层面的支持和实践,这样才能保证农业对气候变化的适应对策的针对性、可行性,真正在适应气候变化方面发挥作用。然而现在中央出于保证草原减排的考虑,在很多地区实行休牧禁牧、围栏封育对牧民的放牧活动进行限制,而这些政策很大程度上是政府行为,与牧民的利益存在很大冲突。张倩(2011)的研究就发现草畜双承包、禁牧等国家旨在抵御自然灾害、保护草原生态的计划性政策却导致牧民畜牧生产成本提高而生计难以持续,从长远来看将会降低牧民的适应能力,大大增加他们面对气候变化的脆弱性,而只有国家和牧民实现良性互动才能更好地应对气候变化。
二、气候变化的自主性适应:社区和农牧民层面
“农民和农村社区在面临气候条件的变化时会自觉地调整他们的生产实践,这是一种‘自发’的适应策略”(蔡运龙、Barry Smit,1996),这是可见的中文文献中最早提及“自主性适应”的研究。这种策略与政府计划性适应措施相比,具有更高的灵活性和时效性。了解自主性适应过程与机制是理解气候变化影响的重要途径,也是有效制定与执行计划性适应政策的基础。
国外已经有很多学者关注气候变化的自主性适应问题。瑞士气候变化与发展委员会(2009)通过南非的案例研究发现,当地农户的自主性适应在没有外界支持和关注的情况下,大多采取的是一种应对导向措施,难以进一步提高其生计的弹性。Corbett(1988)通过苏丹和埃塞俄比亚的案例研究发现,当地农户在面对干旱时,首先采取的是改变种植、增加小型商品买卖等保险性措施,其次是售卖牲畜、出售农业生产工具和典押土地等资产处置措施,最后通过移民等方式。自主性适应措施包括流传于当地的乡土知识文化,比如干旱时集雨、降低家庭成员的营养水平、低价出售牲畜等,同时农户常常采用多种生计措施,力图获得各种收入资源或自然资源,从而保证在干旱等风险期间的生计不受或少受影响。
近几年国内对农牧民适应气候变化的研究更多关注的是气候变化对农牧民的影响而不是农牧民的自主性适应。虽然有的研究中阐释了具体的适应行为或措施,但是没有明确指出这些就是农牧民的自主性适应,并且往往忽视农牧民在受灾情况下采取的适应措施产生和具体操作的过程和运行机制。回顾为数不多的中文文献对社区或农牧民适应气候变化的研究,可将其中涉及的适应措施归纳为以下五种。
1、通过产业调整来适应气候变化
因近年来的干旱导致草场退化严重,牧业难以为继,农牧交错区少数民族牧民调整了农牧比例,种植业成为村民主要的生产活动(梁筱筱,2010)。
2、通过外出务工或发展商业来适应气候变化
气候条件不断恶化,降水减少、干旱多发导致农户选择放弃没有收入的农业生产,将劳动力解放出来外出打工、做买卖等,农牧民外出务工规模扩大,“空心村”现象开始出现。
3、通过调整畜牧生产来适应气候变化
气象灾害频发,草原植被日益退化,牧民生存条件愈发恶劣,锡林郭勒盟中北部的阿巴嘎旗的纯牧区苏木开展生产自救,如把种公羊集中管理;对草场实行常年围封禁牧,建立集体打草场等。在旱灾的影响下,牧民会选择走场或到没有遭灾的地方进行敖特尔放牧(短期性的游牧方式)。通过改进和采用适应气候变化的技术诸如禁牧舍饲、作物及牧草相结合的带状间作技术等,不仅能提高农牧民的适应能力,还能增加他们的经济收入。科尔沁地表的河流湖泊因干旱多已干涸,农牧民的用水模式发生改变,生产生活严重依赖地下水,这为科尔沁地区农牧业的可持续发展埋下了隐患。
4、通过让后代转变谋生方式来适应气候变化
张黎(2009)等人的调查发现,全部受访牧户都希望他们的后代离开牧区进人城镇生活,不愿意让他们继续从事畜牧业生产。
5、通过合作,共同降低自然风险来适应气候变化
通过对牧户生产经营状况现状分析,达林太、刘湘波(2009)发现通过组建牧区牧民合作经济组织,协商使用草地,实现移动式减灾,能够达到风险防范的效果,实现小牧户增收。周立、姜智强(2011)也指出通过制度创新,以社区为基础,以合作为内容把牧民组织起来采取科学化的生计适应方案。
研究中除了关注农牧民的适应行为,还有研究对农户适应的影响因素进行了分析。在认知偏差和思维定式等因素的影响下,农户适应气候变化的行为决策过程中会产生大量的非理,导致适应与变化之间存在时滞现象。牧户对短期气候变化趋势的感知更加深刻、准确,他们的适应行为多为自发性被动适应,缺乏行之有效的主动适应。
三、结语
随着“适应气候变化”这一问题得到越来越多的关注,对政府的计划性适应和社区、农牧民自主性适应的研究也日益增加。适应本身就是一个降低当前或未来可能存在的脆弱性的过程。无论是对计划性适应和自主性适应两者中的哪一种所进行研究,都有利于对今后研究两种适应的相互作用或者互动提供一定的支持。
国家和政府的计划性适应政策或措施,其涉及的部门日益广泛,覆盖的领域也愈发丰富。为了保证这种自上而下产生的计划性适应的有效性和针对性,绝不能忽视自下而上的自主性适应的产生过程及运行机制。目前对自主性适应机制的关注较为缺乏,对自主性适应措施进行分类也还未在目前的研究中涉及,在本文所总结出的产业调整的适应、种植业或畜牧业生产上的适应、让后代改变谋生方式的适应以及通过合作降低气候变化风险的适应等方面之外,对社区或农牧民个体层面是否存在其他方面的自主性适应行为,还需要在今后的研究中进行发掘和总结。对于关注相对不足的基层社区和农牧民,需要进一步探究他们面对气候变化风险时自发的应对和适应气候变化策略的产生及具体运作过程,了解农牧民对计划适应措施的需求,并结合当地政府的计划性适应措施的实施和社区、农牧民的回应,为政府今后进一步设计或改善已有的适应气候变化策略提供参考。
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关键词:气温;降水量;农业;影响
中图分类号 S162 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2015)19-127-02
辽宁省位于中国东北地区南部,地处欧亚大陆东岸,南濒黄、渤二海,陆地总面积约1.48×107hm2[1]。地处中纬度,属温带大陆性气候,气候资源较丰富,雨量比较稳定,与农作物需水高峰期相一致。种植作物主要有水稻、玉米、高粱、大豆、烟草、蔬菜、水果等,2014年全省粮食生产连续11a获得丰收,粮食产量达到1.753 9×1010kg,位居全国第14位。
联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第4次气候变化评估报告指出,全球气候变暖特征显著,具体表现为:1905年以来全球平均气温上升了0.74℃,最近50a的增温率达到0.13℃/10a[2]。在全球变暖的影响下,气候异常事件频繁发生[3]。气温和降水作为重要的气候指标,对人类生活及农业生产都有非常重要的影响,因此对气温和降水变化特征的研究就显得尤为重要[4]。以往,专家们的研究大多着眼于辽宁省或局部地区的空间尺度,在气候变暖背景下从气候资源变化特征、农业气象灾害演变规律等方面做了大量工作。龚强等[5]分析了辽宁省近50a气候变化特征,表明辽宁省气温升高,极端天气不容忽视。李广霞等[6]研究表明辽宁省气候呈暖干变化趋势,即气温升高、降水减少,尤其以20世纪90年代变化最为明显。然而,系统地研究辽宁地区气温、降水分布特征及其对农业影响的研究却鲜见报道。
鉴于此,本文以辽宁省55个国家及本站的气象数据为研究对象,对辽宁省气温及降水量进行时间变化规律研究,进而阐述气候变化对辽宁省农业生产及分布的影响,以期为辽宁省气候分区研究及农业生产发展提供有利参考。
1 资料与方法
1.1 资料 本文选用辽宁省55个气象台站1981-2010年逐日平均气温和日降水量的观测资料作为研究对象,利用日平均气温和降水量的观测资料获取其年平均气温及降水量。
1.2 方法 气象要素的趋势变化可以用一次线性方程表示[7],即为:
[x=a0+a1t]
式中:[x]为气象要素的拟和值;[a1?10]表示气象要素每10a的变化趋势,即为气候倾向率,单位为:某一要素的单位/10a。
2 结果与分析
2.1 辽宁省气温和降水的时间变化分析 分析1981-2010年辽宁省气温和降水的年际变化,结果见图1。由图1可知,气温的最大值出现在2007年,平均年气温为9.73℃,最小值出现在1985年,平均年气温为7.41℃。从9a滑动平均趋势线可以看出,在分析期内,辽宁省气温呈上升趋势,总体上看,气温上升趋势相对平稳,变化波动较小。其中20世纪80年代以0.073℃/a的倾向率显著增加(P=0.045
图1 1981-2010年辽宁省气温年际变化曲线
图2 1981-2010年辽宁省降水的年际变化曲线
2.2 气候资源变化对农业的影响
2.2.1 生育期的变化 辽宁省年平均气温呈上升趋势,热量资源增加促使作物春季物候期提前而秋季物候期推后,使大田作物播种期提早、收获期推后,从而延长作物适宜生育期。温度升高也加快了春小麦和大豆发育进程。辽宁省水稻适宜生长期延长近8d,草本植物春季展叶期提前2~4d/10a,草本、木本植物秋季枯黄期推后5~7d/10a[8]。
2.2.2 种植布局的变化 气温升高、作物生育期延长使大田作物适宜种植区不断扩大,作物品种则由中晚熟品种替换早中熟品种。辽宁省玉米晚熟品种可种植面积不断北移,并向东西扩展,晚熟品种种植范围增加40.0%,中熟品种种植范围减少49.6%,早熟品种种植范围减少88.2%,热量条件相对不够丰富的辽西山区玉米种植范围也向东、向北扩展[9-11]。
2.2.3 作物产量的变化 大田作物生长季内气温升高、积温增加使作物生长发育速度加快、生物量增加,从而提高单产。然而,如果作物需水量得不到满足,气候变暖反而会限制热量资源的利用。就玉米而言,暖干环境会缩短玉米灌浆时间、降低灌浆速率和千粒重,造成玉米减产[12]。因此,在水源灌溉条件的保障下,气温变暖利于作物提高单产。
2.3 小结 (1)总体来看,辽宁省年平均气温呈上升趋势;而年平均降水则呈现阶段性变化特点,即21世纪以前降水呈下降态势,21世纪以后降水有增加趋势。(2)辽宁省气候总体呈现变暖、变干的趋势,对农业生产总体有利。表现为作物适宜生育期延长,发育进程加快,全生育期缩短;作物品种由中晚熟替换早中熟;在水分为非限制因子的农区,作物产量为增加趋势。(3)辽宁省气候资源变化存在明显的空间差异,对农业的影响有较大的地域性差异,下一步有必要针对农业气候变化及其对农业影响等开展分区研究。
3 气候变暖背景下农业适应对策
3.1 建设节水农业 气候变暖伴随降水减少和气候变干,而气候变干对作物生物量积累和产量形成都有不利影响。通过推广节水农业、改良灌溉方法,可以节约用水和提高水的利用效率,特别是在相对干旱的辽宁西北山区,扩大旱田水浇地面积,提高作物生产用水利用率和利用效率,能够有效防御干旱威胁,减轻干旱影响。
3.2 调整农业结构 水稻生产相对旱田作物受气候变化扰动影响相对小,受辽宁省农业结构和水资源等条件的限制,应尽量避免盲目扩大水稻种植面积,防止因水稻种植面积过度扩大带来的水资源需求增加,从而影响农业水资源的统筹和水资源可持续利用。
3.3 加强设施农业生产 辽宁设施农业空前发展,不但很好地利用了气候资源,而且提高了农民收入。合理利用气候资源,继续扩大设施农业生产面积和种类,促进农民增收。
3.4 培育新品种 气候变暖会增加病虫害的威胁,也会相应加重干旱等自然灾害的危险性,需要大力开展抗旱涝、耐低温、抗病虫害等育种技术的研究,增强农业适应气候变化的能力。
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为有效贯彻落实《中国应对气候变化科技专项行动》确定的重点任务,统筹协调我市气候变化科学研究与技术开发,全面提高我市应对气候变化的能力,特制定本纲要。
一、应对气候变化是我市科技工作的重要任务
(一)气候变化对我市经济社会发展有较大影响
科学研究表明,近50年来人类活动导致了以全球变暖为主要特征的气候变化,预计到本世纪末,全球地表平均增温将达1.1℃—6.4℃。这种变化已经并将继续对自然生态系统和人类社会经济系统产生重大影响。
在全球气候变暖背景下,我市气候也有明显的变化。1986—**年,我市出现了9个暖冬,尤其是1997年以后气候进入新的偏暖时段,年平均气温18.7℃,偏高0.3℃。随着全球气候变暖,我市极端气候事件频繁出现,气象灾害增多、影响加重。2006年,我市遭受了百年不遇特大高温干旱,直接经济损失近100亿元;**年我市西部出现115年来最强的区域性特大暴雨,直接经济损失近30亿元。气象灾害对经济社会和人民生命财产造成的损失呈增加趋势,我市经济社会可持续发展面临气候变化的严峻挑战。
(二)妥善应对气候变化问题,事关我市经济社会发展目标的实现
未来15—20年,我市经济将保持快速发展势头,能源需求和消费将持续上升,能源消费量将由2005年的3882万吨标准煤上升到2010年的6000多万吨标准煤。国家“十一五”规划提出,到2010年我国万元GDP能耗水平要比2005年下降20%。我市能源以高硫、高灰份的煤炭为主,随着能源生产量和消费量的增加,化石燃料燃烧排放的温室气体也将逐年增加。目前,我市工业仍以传统的重化工业为主,产品能源、原材料的消耗占企业生产成本的75%左右,单位产值能耗为世界平均水平的2—3倍,主要用能产品单位能耗比国外先进水平高40%。2006年**GDP占全国的比重仅1.68%,而工业二氧化硫排放量占3.39%,单位GDP二氧化硫排放量比全国平均多一倍以上。**作为全国统筹城乡综合配套改革试验区,按照规划,到2020年,**的人均GDP将达到6500美元,经济总量将翻两番。届时,生态建设与环境保护将面临新的压力。如果仍然按照传统模式发展,包括温室气体在内的污染物排放将数倍增加。因此,应对气候变化,减少温室气体排放是我市经济社会可持续发展的当务之急。
(三)气候变化对我市科技工作提出迫切需求
科学技术是应对全球气候变化问题的基础和根本手段之一。认识气候变化规律、识别气候变化的影响、开发适应和减缓气候变化的技术、制定妥善应对气候变化的政策措施等需要科技工作的有力支撑。我市气候变化相关科技工作处于起步阶段,气候变化科技工作缺乏战略规划和充足的资金投入,难以适应气候变化迅速发展的形势,也难以满足制定和执行应对气候变化的政策和行动的需求。加强我市应对气候变化的科技攻关已迫在眉睫。
二、我市应对气候变化科技工作取得的成就
(一)基础研究和技术开发
直辖十年来,我市在应对气候变化方面做了大量工作,取得了比较明显的进展。在节能减排、清洁能源推广应用、气候变化监测、实时分析等方面取得了一批重要成果。
1.气候变化的基础科学研究。在气候变化监测与服务方面,针对三峡工程建设启动了三峡库区局地气候监测工作,开展了对我市气候冷暖、旱涝变化及其影响的研究,分析了主要气象灾害发生和变化规律及成因,在气象灾害评估方面进行了探索,就气候变化对**农业的影响及适应开展了国际合作研究,启动了**市旱涝灾害监测预警系统的研制,开展了气候影响评估业务。启动了对我市及临近区域极端气候事件的变化规律研究,特别是夏季高温干旱气候事件的发生规律及成因诊断分析,为建立**高温热浪和干旱监测预警业务提供了技术支持。
2.气候变化的影响与对策。开展了气候变化对农业、水资源影响的研究,初步建立了支持气候变化影响研究的数据库;开展了以极端高温、干旱等异常气候事件为主要内容的评估业务;研发了气候事件评估的模型软件,建立了气候变化监测业务技术平台;开展了气候资源开发利用与保护研究,启动了《**市气候资源开发利用与保护条例》的立法工作;编制了《**市清洁能源行动规划》,为节能减排起到重要的推动作用。
3.控制温室气体排放和减缓气候变化的技术开发和应用。在燃煤高效发电技术和热电联产技术、煤层气发电技术、煤矸石混合燃烧发电技术等方面取得了一批重要成果;高能效和节能技术在钢铁、建材、化工、建筑、交通运输、矿山开发等领域得到比较广泛的应用;开展了**市风能资源分布规律及其开发利用、农村能源关键技术研究与示范工程建设、**市清洁能源行动研究与示范等科技攻关项目,在风能资源评估与开发利用、生物质能开发利用、水电资源开发利用、太阳能开发利用、地热开发利用等可再生能源和新能源技术研发方面取得重要进展。
(二)科研基础设施建设
依托国家气候监测网、国家天气观测网、国家专业气象观测网和本市区域气象观测网,初步形成了区域气候变化实时监测网络,积累了比较完整的气候观测资料;建立了西南资源开发及环境灾害控制工程重点实验室、**市污染防治与废物资源化重点实验室、**市市政与环境工程重点实验室、**市能矿资源开发及三峡库区环境损伤与工程灾害重点实验室、**市资源与环境研究重点实验室、三峡库区生态环境教育部重点实验室、**市三峡库区森林生态保护与恢复重点实验室和**市林木良种培育重点实验室等省部级重点实验室,具备了开展应对气候变化科学研究的条件。
(三)人才队伍和科技机构建设
经过近十年的发展,我市在应对气候变化领域初步建立了一支包括经济、社会、能源、气象、气候、生态、环境等跨领域、跨学科的核心专家团队,培养了开展应对气候变化基础研究和应用研究的科技队伍。同时,与中国气象局共同批准成立了市级气象及相关领域研究的研究机构—**市气象科学研究所,开展气候变化及其影响与适应研究;建立了**市清洁生产工程技术中心、**市CDM技术服务中心、**市环境工程中心、**高校垃圾焚烧发电技术工程中心等一批市级节能减排技术服务机构。
三、指导思想、原则和目标
(一)指导思想
以科学发展观为指导,积极贯彻落实《中国应对气候变化科技专项行动》和《中国应对气候变化国家方案》,充分发挥科学技术在应对气候变化中的基础和先导作用,促进气候变化领域的自主创新与科技进步,依靠科技进步推进节能减排,控制温室气体排放,增强我市适应气候变化的能力,为促进经济社会的可持续发展,实现2020年GDP翻两番的战略目标提供强有力的科技支撑。
(二)基本原则
1.政府主导与企业参与相结合。立足我市实际,充分发挥政府在气候变化科技工作中的主导作用;同时,通过政策和制度创新,运用市场机制充分鼓励企业参与节能减排、可再生能源开发利用等关键技术的研发和推广应用,发挥企业在科技创新和技术进步方面的主动性和积极性。
2.技术突破与对策研究相结合。立足自主创新,瞄准未来科学技术发展方向,集中全市力量进行重点突破,开发具有自主知识产权的关键技术,努力实现气候变化领域的技术跨越,主动应对气候变化问题,减小气候变化产生的影响和危害。同时,紧紧围绕我市经济社会发展需求及未来发展战略目标,结合国际政治、经济、贸易和外交形势,研究积极应对气候变化的政策措施与激励机制。
3.近期需求与长远目标相结合。立足当前我市经济社会发展的实际,针对节能减排、可再生能源开发利用等急需解决的迫切问题,及时提供科学有效的技术解决方案和对策建议;同时,面向国民经济和社会发展的战略目标,建立具有较强自主创新能力的应对气候变化的科技支撑体系。
4.整体布局与分工实施相结合。立足现有的科技支持渠道,有效整合各方面资源,对我市气候变化领域的科技工作进行整体布局;同时,要按照各部门职能与分工,分别落实《中国应对气候变化科技专项行动》和本纲要的任务。
(三)主要目标
我市应对气候变化科技专项行动的总目标是:到2020年,气候变化领域的自主创新能力大幅度提高;一批具有自主知识产权的节能减排、可再生能源、控制温室气体排放关键技术取得突破,并在经济社会发展中得到广泛应用;重点行业和典型脆弱区适应气候变化的能力明显增强;应对与气候变化相关的政治、经济、贸易方面的科技支撑能力显著提高;气候变化的技术研究取得重要进展,科研基础条件明显改善,科技人才队伍水平显著提高;公众应对气候变化的科学意识显著增强。
“十一五”期间的阶段性目标是:
1.我市应对气候变化的科技政策框架和协调机制基本形成,整合科技资源的能力进一步增强;
2.改进区域气候变化领域预测、分析、评价和决策技术与方法;
3.攻克一批节能减排关键和共性技术,节能减排、可再生能源、控制温室气体排放的若干关键技术研究取得重要进展,开展节能减排、可再生能源、控制温室气体排放的试点示范;
4.有关气候变化对农业、水资源、林业、渔业、生物多样性、石漠化及人类健康等方面的影响研究取得重要成果,并在三峡库区等典型脆弱区开展适应气候变化的试点示范;
5.编制完成**市应对气候变化战略规划;
6.加快节能减排技术支撑平台建设,形成若干具有较高水平的应对气候变化重点研究开发队伍和基地,组建一批工程中心和重点实验室。
四、重点任务
(一)气候变化的监测评估和影响研究
新一代气候系统模式产品解释应用。开展国家新一代气候系统模式产品解释应用研究,建立我市气候变化检测、预估、影响评估综合技术平台,重建近百年来**区域高分辨率气候变化标准序列,为开展气候变化影响评估和预估提供资料基础。
区域气候变化监测预测预警。开发气候变化监测预测预警技术,监测气候变化的过程和要素,开展大气成分监测与分析,预测各种温室气体排放情况下未来**市气候变化情况,预测人类活动影响下**区域未来气候变化,预警极端天气/气候和灾害事件及其风险评估。
**地区极端天气/气候事件与灾害的形成机理。研究全球变暖背景下**地区极端天气/气候事件与灾害发生频率、强度和空间分布特征的变化规律和趋势,研究青藏高原热力与动力作用、季风、海温等因素与**旱涝、冷暖等主要气象灾害的关系。
三峡库区气候变化监测、诊断、预测及预估。根据三峡库区气候监测的需要,在三峡库区建立加密气候监测网,根据监测资料研究三峡水库对**气候的影响,建立三峡库区气候变化诊断、预测、预估模型,并开展三峡库区气候变化应对研究,促进库区经济社会的可持续发展。
生态系统能量转化、物质循环对气候变化的响应。研究气候背景下**市生态系统的碳、氮和水循环过程及其耦合机制,以及生态系统结构和过程对气候变化的响应。
气候变化影响评估。加强气候变化影响评估研究,根据**区域气候变化影响评估的特点和需求,开发具有自主知识产权的气候变化影响评估工具和综合评估模型。
(二)控制温室气体排放和减缓气候变化的技术开发
节能和高能效技术。重点研究开发电力、冶金、化工、建材、交通运输、城市污水和垃圾处理、建筑等高耗能领域节能和提高能效的技术与装备,开展余热余压利用、节约和替代石油、电机系统节能、能量系统优化以及工业锅炉(窑炉)改造技术开发,商业和民用节能技术和设备开发,能源梯级综合利用技术研究及低能耗、绿色建筑研究与示范等,推广应用节能照明技术。开发高效热交换器和热系统的节能技术,加快发展高耗能工业产业的节能降耗新工艺、关键技术和设备。
新能源和再生能源开发及产业化。重点研究低成本规模化可再生能源开发利用技术。积极发展生物能源产业,重点支持研制一体式家用生物质气化炉及配套设备,开发秸秆发电及秸秆气化集中供气技术、能源植物规模化种植与加工技术,生物质热解气化、生物柴油、生物质制乙醇、生物质制氢、生物质燃料气合成二甲醚、生物质燃料气合成汽油和甲醇技术,小城镇区域性集中农村沼气综合利用技术。加强山区风能资源分布、评价技术研究,加快推进风能发电成套装备产业化,促进**风电产业发展。支持发展光—热转换材料、集热器结构材料和部件,研发太阳能热发电技术和太阳能光伏电池材料及组件技术,积极推进薄膜电池、单晶硅电池、多晶硅电池等先进太阳电池技术的研发及产业化,加快太阳电池生产和测试设备的国产化进程。推进新一代的地下温泉热水利用技术的开发及推广应用。发展小型高效天然气制氢、大规模煤气化制氢技术。
煤的清洁高效开发利用技术。重点研究开发高硫煤清洁燃烧与脱硫技术和装备,开发煤炭地下气化以及煤矸石、煤泥等综合利用技术以及煤层气清洁高效开发利用技术等。
废弃物资源化利用技术。重点研究垃圾分类回收利用、中水利用技术、报废汽车绿色拆解回收利用技术、废家电综合利用技术、废油再生技术、建筑废弃物综合利用技术、发电厂二氧化碳净化利用技术等,强化废弃物资源化、无害化和减量化。
节约型农业技术。重点研究农业节水、节肥、节药技术,开发节电、节油农业机械和农产品加工设备。
农业和土地利用方式控制温室气体排放技术。研究农田免耕温室气体减排技术;研究土地利用方式改变减少温室气体排放技术;研究农田生物固碳技术;研究畜禽温室气体减排技术,开展饲料配方优化研究及饲料添加剂对减少畜禽肠道发酵甲烷气体产生机制及效果评价;研究畜禽粪便循环利用技术。
生物固碳技术研究。重点研究三峡库区碳循环、物质能循环,各类植物的林分生产力,退化森林生态系统恢复,石漠化等难利用地的绿化造林,林木蓄碳减排,都市圈固碳造林,森林生态系统生物动态及效益预测、功能评价、综合效益评估等技术。
加强碳汇国际合作项目。碳汇是当前国际上非常关注的固碳减排内容,也是发达国家应尽的义务。支持和鼓励我市企事业单位通过各种渠道积极开展碳汇国际合作。
(三)适应气候变化的技术和措施
主要脆弱领域气候变化适应技术。研究气候变化对**农牧业、水资源、森林、草原、湿地和其他自然生态系统以及人类健康和公共卫生、特有生态系统和濒危物种等方面的影响,开发相应的适应技术并提出应对措施。
**地区极端天气/气候事件与灾害的影响及适应技术。研究极端天气/气候事件与灾害对**经济社会和生态系统的影响、减灾的技术措施,建立相应的预测预警和适应技术、对策与响应机制。
**市气候变化敏感脆弱区及风险管理体系研究。根据气候变化情况,开展动态的气候及农业气候区划,通过影响评估划分我市气候变化的敏感区和脆弱区,评估气候变化对各类敏感脆弱区影响的风险水平,评估不同部门和区县(自治县)的适应气候变化危险水平的能力,研究建立我市气候变化影响的风险管理体系。
气候变化对重要领域的影响及应对措施。评估气候变化对我市交通运输、电力供应、重大工程建设和运行的影响及相互作用,提出应对措施。
适应气候变化案例研究。研究国内外适应气候变化典型案例,总结适应气候变化的经验教训,结合我市实际,提出具有可操作性的适应政策和措施,分析适应措施的成本及效益。
增强农业领域适应气候变化的能力。研究气候变化对我市主要粮食生产能力的影响,加强全球变暖背景下我市农业和生态气候区划工作,研究适应气候变化的农业气候资源利用途径及农业生产力布局。
(四)应对气候变化的战略与政策研究
**经济社会发展与资源环境约束关系研究。分析未来战略机遇期内我市经济快速发展的态势及其面临的资源环境刚性约束;分析和谐社会物质文化需求及对节能减排的要求,分析环境污染态势情景;分析我市用能水平与国外的差距,进行我市资源丰度评价,国民经济发展与资源需求预测,资源供给与保障能力评价。进行环境污染损失核算,环境污染自然和社会承受力研究。
**市节能减排潜力分析。进行我市主要工业产品生产能耗与国内外的比较研究,评估在政策调控、技术进步和结构调整条件下工业节能减排的潜力。进行我市交通运输能耗与国内外的比较研究,评估在增加公共交通、铁路、内河和管道运量比重后,通过汽车节能和发展洁净能源汽车,我市交通运输的节能减排潜力。进行我市建筑能耗与国内外的比较研究,结合我市城镇化发展规划,评估在开发推广新型建材和建筑节能综合技术,实施强化建筑节能标准等条件下,我市建筑节能减排潜力。进行我市农业生产能耗与国内外的比较研究,评估在提高化肥、农药利用率,改变秸秆、薪柴等低效燃烧状况,提高畜禽粪便等农业废弃物利用率条件下,我市农业节能减排潜力。根据我市生活用能现状及生活用能水平的基本特点,结合生活用能技术发展趋势及供能约束,进行生活照明、家用电器、汽车、用水、炊事用能等节能潜力研究。
应对气候变化与**能源安全战略。分析我市中长期能源需求趋势,研究我市未来能源需求情况和温室气体排放情况,研究控制温室气体排放与能源供给和需求的关系,进行能源供给多元化和节能减排政策的经济技术评价。
**市应对气候变化战略规划编制。分析我市面临的气候变化形势及存在的问题,提出我市应对气候变化的战略目标、主要任务、能力建设和示范工程建设项目,投资概算和效益分析以及保障措施。
节能减排政策与制度研究。研究高能耗、高污染产业市场准入政策及资源供应限制政策,建设项目节能评估和审查制度、工业企业强制进行清洁生产审核与能源审计政策、工业企业节能减排等级认证与相应财政税收政策、环境污染责任保险制度、高效低耗运输发展政策及管理办法、建筑工程节能减排审核验收制度、建筑物使用年限管理制度与政策、推动可再生能源规模化发展经济政策、畜禽养殖污染防治政策、水电气等资源性产品消费价格累进制政策、鼓励生活垃圾、生活污水、废旧家电等回收利用等政策的研究。
重点行业、重点产品节能减排定额管理制度研究。开展电力、冶金、建材、化工等重点行业节能减排定额管理制度研究;开展水泥、电解铝、钢材、铁合金、电石、焦炭、煤炭、造纸等重点产品节能减排定额研究;进行重点行业、重点产品提高排污费征收标准的方案研究。
社会节能减排激励机制研究。评价我市社会节能减排的条件和能力,探索我市社会节能减排的管理体制框架,强化政府在社会节能减排方面的宏观决策与综合协调能力;提出我市社会节能减排的市场调节、制度规范、管理强化、宣传教育的机制和措施,开展促使公民自觉履行节能和环保义务的激励机制研究。
未来气候变化国际制度及对**经济的影响。研究不同时期国际气候变化制度的发展态势,分析其各种可能方案对**经济尤其是产品出口的潜在影响,研究提出应对方案。
清洁发展机制政策与激励机制。研究气候变化国际制度对全球碳市场的影响及发展趋势,研究与清洁发展机制(CDM)相适应的政策与机制,研究促进我市清洁发展机制项目建设的政策和激励机制。
应对气候变化与低碳经济发展。研究发达国家发展低碳经济的政策和制度体系,分析我市低碳经济发展的可能途径与潜力,研究促进我市低碳经济发展的体制、机制和管理模式。
五、保障措施
(一)加强领导,统筹协调应对气候变化科技工作
**市节能减排工作领导小组下设**市应对气候变化科技专项行动办公室,办公室设在市科委,以加强对**市应对气候变化科技专项行动的组织领导和统筹协调。办公室要强化信息沟通、议事和协调职能,充分调动和整合部门、行业、科研院所、高校和企业相关的科技资源,提高联动协作效率,共同推进我市应对气候变化有关工作。
大力加强我市应对气候变化科技工作的宏观管理和政策引导,不断完善工作和协调机制;加强**市应对气候变化科技专项行动专家委员会建设,充分发挥专家委员会对气候变化重大科技问题的决策咨询作用和对具体科研工作的学术促进作用,建立和完善专家委员会跨学科的长效工作机制,鼓励和引导高校和科研院所开展综合交叉研究,搞好应对气候变化科技攻关。
(二)多渠道增加科技投入,加大对气候变化科学研究与技术开发的资金支持
发挥政府作为气候变化科技投入主渠道的作用,加强**市各类科技计划对气候变化科学研究和技术开发的支持力度,建立应对气候变化研究基金,形成长效投入机制,并积极争取国家各部门的支持,同时引导各部门、行业和区县(自治县)加大对气候变化科技工作的投入。
多渠道、多层次筹集社会资金,增加应对气候变化科技工作的投入。充分发挥企业作为技术创新主体的作用,引导企业加大对节能减排、可再生能源、控制温室气体排放等相关技术研发的投入;积极利用金融及资本市场,将科技风险投资引入气候变化领域;积极鼓励社会各界为气候变化科技工作提供资金支持;积极拓展国际资金渠道,争取国际社会的资金支持。
(三)加大人才培养和引进力度,加快气候变化科技队伍建设
结合我市科技发展战略需求,大力加强节能减排、可再生能源、应对气候变化各类科技人才的培养,特别是要培养具有国际视野和能够引领学科发展的学术带头人和中青年人才。加大国内外优秀人才的引进力度,建立和完善人才引进的优惠政策、激励机制和评价体系;完善人才、智力、项目相结合的柔性引进机制,鼓励采取咨询、讲学、技术合作等灵活方式引进海外优秀人才。
建立人才激励与竞争的长效机制,着力培育和建设一批自主创新能力强、专业特长突出、在国际国内有一定影响力的气候变化科学研究团队,形成一支既解决节能减排、可再生能源、控制温室气体排放实际技术问题,又为政府提供政策方案和决策咨询的气候变化科技人才队伍。
(四)加强科技平台建设,为气候变化科技工作提供良好的支撑条件
建设一批学科交叉、综合集成、机制创新的国家级和市级气候变化研究开发基地,加快建设“三峡库区气候与生态环境工程技术研究中心”,形成布局合理的国家气候变化研究网络节点。充分利用现有条件,大力加强气候观测系统,灾害预测预警系统以及农业、水资源和生态系统观测网络等科技基础设施建设。
加强气候变化领域科学数据平台建设,并把共享和整合作为重点,推进网络化气候变化科技资源共享体系和机制建设,加强大型科学仪器设备共享平台与机制建设,构筑应对气候变化的技术支撑平台,形成我市应对气候变化的技术服务体系。
(五)加强科学普及,提高公众的气候变化意识
建立政府、媒体、企业与公众相结合的宣传机制,将应对气候变化宣传纳入重大主题宣传活动。每年制订应对气候变化宣传方案,通过报纸、电视、电台、网络等途径广泛宣传气候变化的科学知识和应对气候变化的重要性、紧迫性以及国家采取的政策措施、进展和成果,营造良好的舆论氛围,使媒体宣传成为加强政府引导、推进企业行动、提高公众意识的有效途径。
组织开发和编写系列气候变化科普读物和宣传材料。开展内容丰富、形式多样的中小学生气候变化科普活动和相关教育。推动高等院校建立相关学生社团,设立气候变化大学生论坛,加强高校气候变化学科建设,开展相关科普活动。
把应对气候变化作为科普和提高全民科学素质活动的重要内容,加强应对气候变化的培训、宣传和示范引导。在城市和农村因地制宜开展气候变化宣传和科普活动。
(六)充分利用全球资源,加强国际科技交流与合作
关键词:新疆;棉花;气候变化
中图分类号:S162 文献标识码:A
伴随着工农业生产的发展尤其是工业革命以来,气候状况每况愈下,全球变暖趋势也更加凸显出来,我国气候变化情况与北半球的情况基本一致,气候变化会对作物生长带来直接影响。新疆作为我国主要棉花产地,气候变化对其油很大的影响。本文主要利用COPRAS动力评估模型的输入值,研究了气候变化对棉花生长发育及产量形成的影响。
1 研究区域
基于新疆地区不同的气候特征、地形、位置及棉花生产情况,将新疆棉区主要分为了5个区域,分别是东疆棉区、北疆棉区、南疆棉区北缘区、南疆棉区西缘区及南疆棉区东缘区,此外还包括了背部的无棉花生产区。如图1所示为新疆棉区的分布示意图:
根据我国新疆棉花产区的主要分布情况,综合考虑棉区土壤土质、生态气候条件、棉花试验等情况,分别选取了东疆棉区、北疆棉区、南疆棉区北缘区、南疆棉区西缘区及南疆棉区东缘区的代表地点:哈密、精河、库车、巴楚、若羌。针对这5个代表地区,收集了其气候资料,分别代表着5个代表地点在1953~2000年的月平均降水量、月平均日照时数、月平均气温以及逐日的气温日较差。
2 气候变化分析
2.1 气温变化
从1953~2000年新疆棉区的平均气温都呈现出明显的上升趋势,如图2为新疆棉区年平均气温和4~10月平均气温日较差的变化情况:
从上图中我们不难看出,气温升幅达到0.13℃/10a,其中东疆棉区的升幅为0.08℃/10a,北疆棉区为0.36℃/10a,南疆棉区为0.07℃/10a。由此可见,北疆棉区升幅最大,尤其是在80年代最为突出。此外,从图2中我们还能看到棉花生长期的平均气温日较差也呈现出明显的上升趋势,升幅达到了0.31℃/10a。
2.2 降水量
图3为新疆棉区棉花生长季内的降水量变化情况,从图中可以看出降水量随着时间的推移呈现出上升趋势。其中,以80年代的降水量最多,东疆棉区、北疆棉区和南疆棉区降水量增加幅度分别为5.3mm/10a、4.4mm/10a和11.4 mm/10a,南疆棉区降水量增加最多。各个月份之间的降水量增幅不平衡。
2.3 日照时数
从图4可以看出,新疆棉区总体日照时数呈现下降趋势,最大值出现在1956年,为2097h,而与1989年的最小值之间相差了108h。新疆棉区近50a来,除了4月份的日照时数略有上升以外,生长期内其他月份的日照时数都是呈下降趋势。
3 气候变化对新疆棉花生产的影响
本文主要采用了COPRAS动力评估模型对新疆地区的棉花生长发育情况进行了综合模拟,并且从现实的棉花管理技术方法和客观环境上进行模拟,最终研究50a以来气候变化对棉花生长发育以及新疆棉花产量的影响。
3.1 气候变化对棉花生育期的影响
气候变化对各个棉区的影响研究结果如表1所示:
从上表中我们可以看出气候变化对于东疆棉区、北疆棉区、南疆棉区北缘区、南疆棉区西缘区及南疆棉区东缘区的影响是不同的,总体上来看,气候变化对棉花的出苗期影响不明显,而对于棉花的现蕾期、开花期和吐絮期的影响较大,新疆大部分棉区的现蕾期至吐絮期提前,最终使得棉花的停止生长期推迟,从而使得棉花的生育期延后。
3.2 气候变化对棉花产量的影响
气候变化对新疆各个棉区的产量影响呈现出不同的趋势,北疆棉区随着年代的发展是逐渐增加的;东疆棉区呈现出的是波动上升趋势;南疆盆地边缘区也呈现波动变化趋势(如表2)。
4 总结
总的来说新疆棉区的气候变化呈现以下几个特征:变暖、变湿、日照时数减少。根据动力评估模型的评估结果来看,气候变化从整体上来说是有利于新疆地区棉花生产的,主要表现在气候变化使得开花期和吐絮期提前,停止生长期推后。大部分地区棉花全生育期明显延长,就平均状态而言,70年代、80年代和90年代比60年代整个生育期分别延长8.2d、2.4d和5.2d。近50a来新疆地区棉花模拟产量明显增加,尤其表现在北疆棉区。70年代和90年代棉花产量增产较多,分别比上1个年代增产26.4kg/hm2和25.4kg/hm2。
另外,随着气候的变化还带来了棉花模拟产量的波动性变化增强,也就是说气候变化的影响使得新疆地区的棉花生产面临更大的风险,在实际生产中应该尽可能提高科学性,科学培育,提高新疆地区棉花产量,降低气候变化带给棉花生产的威胁。
参考文献
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