關(guān)注森林網(wǎng)

“氣候變暖”一詞逐漸進(jìn)入公眾視野，人們便對它充滿了不解。如有微博大V稱：氣候變暖趨勢下2069-2098年我國小麥可種植面積將擴(kuò)大2.7億畝。大家紛紛留言表示疑惑：這么說……氣候變暖對我國糧食種植竟如此有利？那我們?yōu)楹芜€要應(yīng)對氣候變暖？

其實(shí)，氣候變暖對糧食種植的影響沒有那么簡單！

我國科學(xué)家早已關(guān)注到了糧食作物對氣候變暖的響應(yīng)并進(jìn)行了研究。下面我們來分析一下，“氣候變暖對我國糧食種植有利”這個(gè)說法到底對不對。

氣候變暖，對糧食種植有什么好處？

氣溫增加會導(dǎo)致我國農(nóng)業(yè)熱量資源分布格局改變——總體來說平均溫度變得更熱了，比較熱的天數(shù)更多了。萬物生長都需要熱量，對糧食作物來說，熱量的作用主要體現(xiàn)在累積上（例如，積溫超過某一限度作物才能成熟），單從熱量累積這個(gè)角度來看，氣候變暖是有一定程度有利影響的。

氣候變暖后，春天進(jìn)入較熱時(shí)期的開始日期提前、秋天進(jìn)入較冷時(shí)期的日期推遲，作物有更充分的時(shí)間生長、吸收陽光、進(jìn)行光合作用和物質(zhì)轉(zhuǎn)化，理論上的生產(chǎn)潛力增加，在一定程度上可能會促進(jìn)糧食的高產(chǎn)。

目前，我國一年一熟帶、一年兩熟帶、一年三熟帶都不同程度向北移動，如在山西省、陜西省、河北省境內(nèi)一年一熟區(qū)和一年二熟區(qū)分界線平均向北移動了26 km，一年二熟區(qū)和一年三熟區(qū)分界線在浙江省內(nèi)向北移動了約103 km，在安徽省向北移動了29 km以上（楊曉光等，2010）。同時(shí)，作物復(fù)種指數(shù)大幅度提高，冬小麥和雙季稻種植北界均發(fā)生北移西擴(kuò)。

圖片來源：veer圖庫

也就是說，我國能種糧食作物的地方增加了，有些地方可以種更多茬作物，有些原來無法種植糧食作物（氣候變暖后可以種了）的地區(qū)作物產(chǎn)量呈現(xiàn)增加趨勢。

看起來，氣候變暖真能多打糧食了？未必！

升溫不一定是好事？

沒錯，不一定！

首先，種植界限北擴(kuò)的地區(qū)可能位于非農(nóng)業(yè)用地區(qū)域，如在居民區(qū)、工業(yè)用地區(qū)甚至一些不適合進(jìn)行作物種植的土地上，所以即使理論可種植面積擴(kuò)大，也不代表實(shí)際能種植糧食作物的區(qū)域就能夠擴(kuò)大。

另外，升溫還會對糧食生產(chǎn)造成負(fù)面影響，比如：

影響產(chǎn)量和品質(zhì)：作物生長期間的氣溫升高可以明顯影響植株的生理活動，如前冬升溫可能導(dǎo)致冬小麥在越冬之前長得太過旺盛、單苗吸收的營養(yǎng)就會變少；地表溫度升高會使土壤水分含量下降、抑制土壤微生物活動、不利于糧食作物植株的根部活動；高溫?zé)釣?zāi)頻發(fā)會抑制作物的成花和灌漿活動，導(dǎo)致植株的粒重和產(chǎn)量下降。

對于喜涼作物（如冬小麥）來說，在最適氣溫之上，溫度每升高1攝氏度，小麥產(chǎn)量就會下降6%（Asseng et al., 2015）。小麥的高溫敏感期主要為開花前期，高溫脅迫的時(shí)期越接近開花期，產(chǎn)量損失就越嚴(yán)重（楊絢等，2013）。

增加病蟲害：溫度升高還有利于農(nóng)業(yè)病蟲害的越冬和繁殖，增加了農(nóng)業(yè)病蟲害的發(fā)生頻率、種類和影響范圍（矯梅燕，2014）。

低溫冷凍害：氣候變暖背景下，低溫冷凍害對糧食種植的影響不但沒有減輕，反而加重，成災(zāi)面積甚至也在擴(kuò)張（高懋芳等，2008）。如果冬小麥在進(jìn)入寒冷季節(jié)之前經(jīng)歷的氣溫都比較溫暖、沒有經(jīng)過抗寒鍛煉，那么在嚴(yán)冬中大面積植株很可能就熬不過去。

另外，氣候變暖后極端天氣事件出現(xiàn)頻率上升、強(qiáng)度增大、洪澇災(zāi)害發(fā)生范圍擴(kuò)展，這都不利于糧食的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。

2019年強(qiáng)降水引發(fā)洪澇災(zāi)害致四川資陽市雁江區(qū)丹山鎮(zhèn)農(nóng)作物受災(zāi)

（圖片來源：國家減災(zāi)網(wǎng)）

2018年4月初發(fā)生的“倒春寒”即春季低溫導(dǎo)致小麥?zhǔn)転?zāi)

（圖片來源：種業(yè)商務(wù)網(wǎng)）

總之，除受到氣溫影響以外，糧食種植過程還受到降水、蒸發(fā)、光照、風(fēng)速等氣候要素的調(diào)制，以及土壤條件、作物的品種特性、生產(chǎn)水平、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、市場需求、勞動力資源及技術(shù)水平等因子的制約。能否多打糧食，要綜合這些因素一起考慮！

RCP4.5和RCP8.5，是啥意思？

大V的截圖中出現(xiàn)了RCP4.5和RCP8.5這兩個(gè)數(shù)字，這是什么意思？

其實(shí)，RCP表示的是“代表性濃度途徑”（ Representative Concentration Pathway ），描述了未來可能出現(xiàn)的不同溫室氣體濃度變化的曲線，對應(yīng)不同輻射強(qiáng)迫增加的情景。

RCP4.5和RCP8.5就分別表示到2100年輻射強(qiáng)迫水平增加4.5 W/m2和8.5 W/m2，全球平均表面溫度在2081–2100相對于1986–2005 將分別增加1.1°C–2.6°C和2.6°C–4.8°C。

為什么要預(yù)設(shè)這種情景呢？

因?yàn)槲磥須夂驅(qū)绾巫兓?，以目前人類的技術(shù)水平是無法完全準(zhǔn)確預(yù)知的。于是科學(xué)家們基于已有的知識和經(jīng)驗(yàn)、設(shè)計(jì)了未來的基本情景，用以推理未來氣候可能出現(xiàn)的變化，不同情景中，人口、經(jīng)濟(jì)、能源使用方式、溫室氣體排放濃度等均有所差別。

如政府間聯(lián)合氣候變化委員會（IPCC）在第五次評估報(bào)告中所采用的四個(gè)溫室氣體濃度情景RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5，以及第六次評估報(bào)告中所采用的共享經(jīng)濟(jì)路徑SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP4-6.0和SSP5-8.5，以描述未來人口、社會經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)、能源消耗和土地利用等方面發(fā)生變化時(shí)，大氣成分和地球系統(tǒng)其它分量可能產(chǎn)生的改變。

也就是說，RCP4.5和RCP8.5只是對于未來的一種預(yù)估，未來未必會這樣發(fā)展。

現(xiàn)在，你能明白標(biāo)題的意思了么？

其實(shí)引發(fā)大家疑惑的關(guān)鍵點(diǎn)在于，該博主所引用的這篇文章僅僅考慮了兩個(gè)未來氣候變化情景（RCP4.5、RCP8.5）下太陽總輻射、平均氣溫、平均降水三個(gè)氣候因子變化所帶來的冬小麥氣候適宜區(qū)劃和理論可種植面積的改變（李柯欣等，2022）。

而理論可種植面積擴(kuò)大指的是僅僅從模式未來預(yù)估結(jié)果出發(fā)，在可能的氣候條件下、能種植冬小麥的面積將有增加的潛在可能，但擴(kuò)大的地區(qū)很可能是在城市居民區(qū)、工業(yè)用地區(qū)等非耕地區(qū)域，所以并不代表實(shí)際可種植面積也會擴(kuò)大。

當(dāng)然，除了前述三個(gè)基本氣候因子以外，受到與氣候變暖同時(shí)發(fā)生的低溫災(zāi)害、高溫災(zāi)害、病蟲害、降雪、極端降水帶來的洪澇或干旱災(zāi)害等因素影響，前述光—溫—水配置帶來的理論可種植面積擴(kuò)大等有利方面將極可能被抵消甚至對冬小麥種植產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)，從而降低未來我國冬小麥的種植適宜性。

為了應(yīng)對氣候變暖給糧食生產(chǎn)帶來的不利影響，我們該怎么做？

通過前面的討論，我們可以得出：氣候變暖背景下，我國糧食種植的氣候條件在某些方面會變好，但仍面臨諸多風(fēng)險(xiǎn)。比如有研究者提出，我國主要糧食作物（冬小麥、春玉米、夏玉米、一季稻和雙季稻）生產(chǎn)的氣候危險(xiǎn)性演變趨勢、強(qiáng)度和類型在未來均可能出現(xiàn)顯著變化，高溫脅迫將成為影響未來糧食安全的最主要限制因素（Tian et al., 2022），水稻生產(chǎn)將主要受高溫?zé)岷τ绊?，冬小麥和玉米生產(chǎn)將主要受高溫及其所引起的干旱影響等。

在這種情況下，適應(yīng)和應(yīng)對方案就顯得尤為重要，我們應(yīng)本著“靈活運(yùn)用，揚(yáng)長避短”的原則，盡量利用有利的方面，適應(yīng)氣候變化，同時(shí)努力減小并盡可能避免不利影響。

1. 著眼糧食安全，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)等部門的合作。如聯(lián)合開展氣候變化和極端事件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、存儲、流通、消費(fèi)等環(huán)節(jié)的影響評估，加強(qiáng)對天氣形勢的監(jiān)測，提高相關(guān)部門對高溫、干旱或降水等與農(nóng)業(yè)災(zāi)害有關(guān)的預(yù)報(bào)預(yù)警能力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)減損增效，降低氣候變化帶來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。

如：在夏季密切監(jiān)測副熱帶高壓脊的位置、亞洲夏季風(fēng)系統(tǒng)和雨季的季節(jié)進(jìn)程，及時(shí)進(jìn)行滾動預(yù)測并提供強(qiáng)降水和洪澇災(zāi)害可能發(fā)生的預(yù)報(bào)預(yù)警信息。

2. 育種方面，鼓勵開展耐高溫、抗旱澇、抗病蟲害等抗逆性品種的育種研究和科技攻關(guān)，以提高單產(chǎn)。

3. 因氣候制宜，及時(shí)調(diào)整相應(yīng)的農(nóng)業(yè)措施。對于氣候變暖后的種植制度變化敏感帶，調(diào)整作物播期，合理規(guī)劃種植結(jié)構(gòu)，改種與氣候變化相適應(yīng)的作物新品種、加強(qiáng)農(nóng)田基本建設(shè)，充分利用氣候變暖帶來的額外熱量資源，減輕氣象災(zāi)害的影響，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的高效性和穩(wěn)定性。

如：在東北平原選育或引進(jìn)一些生育期相對較長的中、晚熟品種；或在在冬小麥潛在生長季縮短的情況下，在兩熟地區(qū)結(jié)合“兩晚技術(shù)”，適當(dāng)推遲冬小麥播期、適當(dāng)晚收夏玉米（王娜等, 2015），以利用喜溫作物玉米在增暖條件下生產(chǎn)潛力的增加彌補(bǔ)氣候變化對冬小麥可能帶來的不利影響。

4. 結(jié)合設(shè)施農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)，完善農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。根據(jù)各地資源狀況、氣候條件、生產(chǎn)水平和耕作制度，對各地農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，利用科技手段、改變不利的自然光溫條件、創(chuàng)造適宜作物生長的環(huán)境因子，建設(shè)作物生長條件最優(yōu)化的設(shè)施工程。

圖片來源：veer圖庫

有關(guān)部門應(yīng)重視設(shè)施栽培有關(guān)的農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼，如鼓勵長期無滴無霧、長效防塵抗污染的農(nóng)業(yè)膜覆蓋材料技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，并健全設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣隊(duì)伍建設(shè)，采取優(yōu)惠政策吸引企業(yè)和鼓勵農(nóng)民開發(fā)設(shè)施農(nóng)業(yè)，提高設(shè)施農(nóng)業(yè)工業(yè)化水平，形成穩(wěn)定、統(tǒng)一的設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。

5. 完善糧食作物的保險(xiǎn)和補(bǔ)貼制度。如在直接物化成本保險(xiǎn)基礎(chǔ)上，將保障范圍擴(kuò)大到服務(wù)費(fèi)用、人工成本和土地成本等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總成本，提高遇災(zāi)時(shí)的保障水平、充分保障農(nóng)戶收益。實(shí)現(xiàn)糧食作物保險(xiǎn)責(zé)任范圍廣覆蓋、多種類，加強(qiáng)保險(xiǎn)保障的普惠性，更好地解決農(nóng)民種糧的后顧之憂。

6. 加強(qiáng)全民深度科普，全面提升公民防災(zāi)減災(zāi)意識。強(qiáng)化有關(guān)氣候變化與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的科普宣傳，重點(diǎn)推動和鼓勵科研和業(yè)務(wù)部門一線專業(yè)人員深入科普宣傳第一線，使科學(xué)研究成果進(jìn)一步惠及全體公民，提升全社會應(yīng)對氣候變化和農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)的意識。

當(dāng)然，我們每一個(gè)普通人能夠做到是養(yǎng)成低碳、節(jié)約的生活方式，從小事做起，節(jié)約每一滴水、每一度電、每一份糧食，保護(hù)我們自己賴以生存的家園！

參考文獻(xiàn)：

[1] Asseng, S., Ewert, F., Martre, P. et al., 2015: Rising temperatures reduce global wheat production. Nature Clim. Change, 5, 143–147. DOI: https://doi.org/10.1038/nclimate2470

[2] IPCC, 2019: Summary for Policymakers. In: Climate Change and Land: an IPCC special report on climate change, desertification, land degradation, sustainable land management, food security, and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems [P.R. Shukla, J. Skea, E. Calvo Buendia, V. Masson-Delmotte, H.- O. Pörtner, D. C. Roberts, P. Zhai, R. Slade, S. Connors, R. van Diemen, M. Ferrat, E. Haughey, S. Luz, S. Neogi, M. Pathak, J. Petzold, J. Portugal Pereira, P. Vyas, E. Huntley, K. Kissick, M. Belkacemi, J. Malley, (eds.)]. In press.

[3] Tian, X., er al., 2022: Stress granule-associated TaMBF1c confers thermotolerancethrough regulating specific mRNA translation in wheat(Triticum aestivum). New Phytologist, 233:1719–1731. DOI:10.1111/nph.17865

[4] 高懋芳, 邱建軍, 劉三超, 等. 2008: 我國低溫冷凍害的發(fā)生規(guī)律分析. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 16 (5): 1167−1172

[5] 矯梅燕. 2014: 農(nóng)業(yè)應(yīng)對氣候變化藍(lán)皮書: 氣候變化對中國農(nóng)業(yè)影響評估報(bào)告(NO.1). 北京: 社會科學(xué)文獻(xiàn)出版社.

[6] 李柯欣, 鄭飛, 高學(xué)杰. 2022. 中、高溫室氣體排放情景下2069~2098 年中國冬小麥氣候適宜種植分區(qū)對比研究. 氣候與環(huán)境研究, 27(1): 1−18. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2020.20087

[7] 王娜, 王靖, 馮利平, 等. 2015: 華北平原冬小麥-夏玉米輪作區(qū)采用“兩晚” 技術(shù)的產(chǎn)量效應(yīng)模擬分析. 中國農(nóng)業(yè)氣象, 36(5): 611−618.

[8] 楊曉光, 劉志娟, 陳阜. 2010: 全球氣候變暖對中國種植制度可能影響 Ⅰ.氣候變暖對中國種植制度北界和糧食產(chǎn)量可能影響的分析 [J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 43(02): 329-336.

[9] 楊絢,湯緒,陳葆德,田展 & 鐘洪麟. 2013: 氣候變暖背景下高溫脅迫對中國小麥產(chǎn)量的影響. 地理科學(xué)進(jìn)展, 12, 1771-1779.

作者單位：中國科學(xué)院大氣物理研究所