氣候變化背景下的我國農(nóng)業(yè)水資源與糧食生產(chǎn)安全

氣候變化背景下的我國農(nóng)業(yè)水資源與糧食生產(chǎn)安全彭世彰豆沿斌徐俊增繳錫云（河海大學(xué)水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京210098）摘要：全球氣候正經(jīng)歷著一場(chǎng)以變暖為主要特征的顯著變化。我國是一個(gè)發(fā)展中的農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)資源短缺，對(duì)氣候變化反應(yīng)敏感，未來氣候變化將對(duì)我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形成極大的沖擊。本文針對(duì)氣候變化的特點(diǎn)和趨勢(shì)，從降水、蒸發(fā)、徑流等水文循環(huán)過程的變化趨勢(shì)，旱澇等農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害的發(fā)生頻率和種植制度及種植結(jié)構(gòu)的改變來探討未來氣候變化對(duì)我國農(nóng)業(yè)水資源和糧食生產(chǎn)的影響。未來我國農(nóng)業(yè)水資源供需矛盾將更加突出，糧食生產(chǎn)面臨挑戰(zhàn)。關(guān)鍵詞：氣候變化農(nóng)業(yè)水資源糧食生產(chǎn)水稻生產(chǎn)Abstrcat:Globalclimateisundergoingasignificantchangewiththemaincharacteristicofwarming.Ournationisabigdevelopingagriculturalcountry,Shortageofagriculturalresources,Sensitivetoclimatechange,soclimatechangewillmakegreatlyimpacttoourcountry’sagriculturalproductioninthefuture.Inthispaper,withthecharacteristicsandtrendsofclimatechange,fromthetendencyofprecipitation,evaporation,runoffandotherhydrologicalcycle,frequencyofagriculturalandnaturaldisasterssuchasdroughtandflood,changesofcroppingsystemsandplantingstructuretodiscusstheimpactoffutureclimatechangetoourcountry’sagriculturalwaterresourcesandfoodproduction.Inthefuture,Contradictionbetweensupplyanddemandwillbecomemoresharplyofagriculturalwaterresourcesandwewillfacemorechallengestofoodproduction.Keyword:climatechangeagriculturalwaterresourcesfoodproductionriceproduction問題提出近百年來，地球氣候正經(jīng)歷一次以變暖為主要特征的顯著變化，全球溫度升高了0.74℃（IPCC）。如果人類繼續(xù)按照目前速度排放溫室氣體，那么CO2有效倍增將出現(xiàn)在2060年左右，屆時(shí)全球平均氣溫將增加1.4℃-5.8℃[1]。氣候變化國家評(píng)估報(bào)告（2007）指出，過去100年間，我國平均氣溫升高0.5-0.8℃，近40年來我國年平均氣溫以0.22（接第1頁）圖11891-2007年北半球年平均氣溫距平直方圖（曲線為5年滑動(dòng)平均氣溫距平，虛線為線性趨勢(shì)）全球氣候變暖加快了水文循環(huán)過程，并影響大氣環(huán)流的運(yùn)行規(guī)律，降水量和蒸發(fā)量時(shí)空分布亦隨之發(fā)生變化，對(duì)自然資源和生態(tài)環(huán)境形成很大的沖擊，農(nóng)業(yè)是對(duì)氣候變化反應(yīng)最為敏感的產(chǎn)業(yè)之一[4]。如近幾年在我國各地頻繁發(fā)生的大范圍持續(xù)干旱（2007年重慶大旱，2009年北方大范圍春旱），對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)乃至國民經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重影響。目前灌溉仍然是保障糧食安全生產(chǎn)的重要手段，在發(fā)展中國家灌溉農(nóng)田的作物產(chǎn)量占作物總產(chǎn)量的60％[5]。我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，同時(shí)也是一個(gè)灌溉大國，我國的耕地占世界的7%，但灌溉面積占世界的20.2%。在我國的耕地面積中，灌溉面積占46.4%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全世界16%的平均值[6]。有效灌溉是保障糧食安全的基礎(chǔ)之一。全球變暖將會(huì)影響溫度和降雨模式，在人類活動(dòng)的強(qiáng)烈干擾下，蒸發(fā)、徑流等水循環(huán)過程都將受到影響。由于降雨、蒸發(fā)和土壤水之間存在著平衡關(guān)系，全球的氣候變化必將影響和改變未來作物灌溉需水格局。未來氣候變化的大背景下，降水、溫度、蒸發(fā)、徑流的變化會(huì)對(duì)作物灌溉需水產(chǎn)生什么樣的影響，作物灌溉需水將會(huì)如何變化，是一個(gè)迫切需要研究的問題。同時(shí)，氣候變化會(huì)造成我國大多數(shù)主要作物水分虧缺、生育期縮短，產(chǎn)量下降，并使我國現(xiàn)行的農(nóng)業(yè)種植制度發(fā)生改變，如復(fù)種指數(shù)提高，作物布局發(fā)生改變。未來農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害會(huì)更見頻繁，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性加大等。因此，研究在氣候變化條件下，特別是在降雨、蒸發(fā)、徑流等變化的情況下，我國農(nóng)業(yè)水資源的狀況及發(fā)展趨勢(shì)，揭示氣候變化條件下作物灌溉需水變化規(guī)律，研究氣候變化對(duì)水文循環(huán)過程以及對(duì)農(nóng)業(yè)水資源狀況的影響，通過農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害、探討作物水分利用、灌溉需求、作物種植制度和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)等對(duì)氣候變化的響應(yīng)，構(gòu)建農(nóng)業(yè)水危機(jī)應(yīng)對(duì)策略，保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，是農(nóng)業(yè)水利等領(lǐng)域急需研究的熱點(diǎn)問題。氣候變化對(duì)我國農(nóng)業(yè)水資源的影響2.1降水總量基本不變，但時(shí)空分布更不均勻降水作為水文循環(huán)的基本要素之一，全球氣候變暖加快了水文循環(huán)過程，降水總量及時(shí)空分布也受到影響。氣候變化國家評(píng)估報(bào)告（2007）指出，近100年來，中國的年降水量有微弱的減少（幅度為0.86mm/10年），近50年來降水量呈現(xiàn)小幅度增加趨勢(shì)[2]。研究表明，未來降水量略有增加但增幅不大，到2020年，全國平均降水量將增加2%-3%，2050年可能增加5%-7%，其中東南沿海增幅最大。未來降水頻率和分布將發(fā)生變化，旱澇等極端天氣事件發(fā)生頻率會(huì)增加，強(qiáng)度會(huì)加大。叢振濤等研究認(rèn)為我國1956-1985年30年間平均降水變化趨勢(shì)為-0.41mm/a/10a,1986-2005年20年間降水趨勢(shì)為2.90mm/a/10a[7]。近47年我國降水變化趨勢(shì)（見圖2）[8]。（接第2頁）圖21956-2002年全國平均的逐年降水標(biāo)準(zhǔn)化距平值在全球氣候變暖的背景下，盡管我國的降水總量變化不大且有略微增加的趨勢(shì)，但降水的時(shí)空分布上卻趨于更大的不均勻性。在降水的時(shí)間分布上，不僅有明顯的季節(jié)差異，同時(shí)單次降水的時(shí)間也在發(fā)生變化。全國大部分地區(qū)降雨日也顯著減少，這就意味著降水過程可能強(qiáng)化[9]。嚴(yán)中偉等研究發(fā)現(xiàn)我國微量降水(毛毛雨)事件普遍減少，特別是北方很多地區(qū)毛毛雨日數(shù)減少更多[10]。同時(shí)我國暴雨的年際變化明顯大于年降水量的年際變化[11]。在降水的空間分布上，近50年的全國平均降水量存在著顯著的區(qū)域差異[12]。受全球氣候變化的影響，自20世紀(jì)80年代以來，我國降水南多北少的趨勢(shì)加大，特別是20世紀(jì)90年代后期以來，大致以長江、淮河為界，我國南、北降水量變化方向相反，北方各流域降水量都在減少，其中，黃河流域降水量減少最明顯，減少15%以上[13]。2.2蒸發(fā)總體減少，近期轉(zhuǎn)為增加趨勢(shì)隨著全球氣候的變化，一般認(rèn)為溫度升高將使地球表面的空氣變干，從而增加陸面水體的蒸發(fā)量。但是，國內(nèi)外的研究都表明，水面蒸發(fā)并不是簡單的隨著氣溫的升高而增大，存在“蒸發(fā)悖論”。任國玉等研究認(rèn)為，我國水面蒸發(fā)量呈顯著下降趨勢(shì)，但同時(shí)數(shù)據(jù)也表明年蒸發(fā)量在1980年代末以前下降明顯，1990年代以后呈輕微上升趨勢(shì)[14]。叢振濤等研究表明與氣溫增加對(duì)應(yīng)的是蒸發(fā)皿蒸發(fā)量呈下降趨勢(shì)，過去50年間，中國蒸發(fā)皿年蒸發(fā)量平均每10年下降了18.4mm，全國總體上存在“蒸發(fā)悖論”，但是在近20年蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的變化發(fā)生了改變，由下降變?yōu)樯仙厔?shì)（見表1）[7]。表1過去50年全國蒸發(fā)皿蒸發(fā)量、氣溫趨勢(shì)項(xiàng)目時(shí)間序列均值變化趨勢(shì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量1956-20051658mm/a-18.4mm/a/10a1956-19851677mm/a-35.6mm/a/10a1986-20051639mm/a48.9mm/a/10a日最高氣溫1956-200518.50.16℃/1956-198518.3-0.08℃/1986-200518.80.47℃/日平均氣溫1956-200512.80.23℃/1956-198512.50.04℃/1986-200513.10.45℃/日最低氣溫1956-20058.20.31℃/1956-19857.90.12℃/1986-20058.70.49℃/關(guān)于“蒸發(fā)悖論”的機(jī)理，目前尚無明確的結(jié)論。從已有的研究來看，全球范圍內(nèi)云量或氣溶膠增加引起的輻射量下降（或稱為全球變暗，globaldimming）是蒸發(fā)皿蒸發(fā)量與潛在騰發(fā)量下降的主要原因。從國內(nèi)蒸發(fā)蒸騰量的研究上看，盡管近50年全國蒸發(fā)蒸騰量與地表溫度存在悖論，但都得出近20年蒸發(fā)蒸騰量的變化由下降變?yōu)榱松仙厔?shì)，這有可能與這段時(shí)期的大氣污染及對(duì)其的控制活動(dòng)有關(guān)。如果蒸發(fā)變?nèi)醮_實(shí)是由于人類活動(dòng)污染大氣，使人為氣溶膠排放增多及太陽輻射減少引起的，那么在全球溫度升高和陸面特征不變化的條件下，未來的空氣污染控制則可能增加水面和陸面的蒸發(fā)，加重干旱化趨勢(shì)。2.3河川徑流幾乎普遍減少河川徑流是氣候條件與流域下墊面綜合作用的產(chǎn)物,徑流不僅受人類活動(dòng)強(qiáng)度影響顯著,而且對(duì)氣候變幅響應(yīng)敏感。分析我國主要江河的19個(gè)重點(diǎn)控制水文站近50年的實(shí)測(cè)徑流資料，可見我國六大流域徑流變化特征（見表2）[15]。近百年來長江流域徑流沒有呈現(xiàn)明顯趨勢(shì)變化，僅20世紀(jì)90年代以來年徑流表現(xiàn)出了微弱增加趨勢(shì)，增加趨勢(shì)不明顯且地區(qū)差異大，上中游徑流減少，下游地區(qū)徑流增加。與20世紀(jì)80年代以前實(shí)測(cè)徑流量相比，黃河流域、海河流域、珠江及閩江流域各控制站均呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，其中海河流域減少最為明顯。各江河不同河段實(shí)測(cè)徑流量減少幅度差異大。長江、淮河和松遼河流域各站的實(shí)測(cè)徑流量變化趨勢(shì)不一致。說明人類活動(dòng)對(duì)用水量需求的增加以及各江河流域的徑流不穩(wěn)定性加大。黃河流域上游和長江流域上游人類活動(dòng)影響較小的地區(qū)出現(xiàn)了徑流量減少的趨勢(shì)，說明氣候變化已經(jīng)對(duì)這些區(qū)域的河川徑流產(chǎn)生了一定的影響。表2我國主要江河19個(gè)重點(diǎn)控制站多年徑流量統(tǒng)計(jì)流域站名多年平均徑流量（億QUOTE）20世紀(jì)80年代以來與其他距平（%）全系列80年代以前80年代以來與全系列與80年代以來長江流域宜昌4342.14355.34320.4-0.5-0.8漢口7119.07056.17190.21.01.9大通8997.08849.59177.02.03.7黃河流域唐乃亥197.7201.0194.6-1.6-3.2花園口392.4460.3308.4-21.4-33.0利津320.7428.7190.8-40.5-55.5淮河流域王家壩92.088.296.24.69.1吳家渡271.0276.9263.6-2.7-4.8海河流域觀臺(tái)9.84415.4113.406-65.4-77.9石匣里5.0837.7761.820-64.2-76.6響水堡3.7035.2022.018-45.5-61.2下會(huì)2.7153.5172.107-22.4-40.1張家墳5.4727.8762.977-45.6-62.2遼河流域鐵嶺32.436.625.3-21.9-30.9江橋211.6204.3219.83.97.6哈爾濱425.0430.2419.4-1.3-2.5珠江及閩江流域梧州2084.32105.62059.3-1.2-2.2石角415.2416.9413.1-0.5-0.9竹歧531.4531.4526.7-0.9-0.9注：全系列指1950-2004年資料系列；80年代以前指1950-1979年；80年代以后指1980-2004年?？偟膩碚f，受氣候條件和人類活動(dòng)的影響，我國除長江外的河流基本上都處于徑流明顯減少的狀況，且各江河的徑流都表現(xiàn)出了極大的不穩(wěn)定性。這種情況的出現(xiàn)，除與氣候條件的變化有關(guān)外，同時(shí)表明人類活動(dòng)對(duì)淡水資源的需求量越來越大，也就是未來河川徑流分配給農(nóng)業(yè)用水將會(huì)越來越少，農(nóng)業(yè)用水面臨著嚴(yán)重的短缺。3. 氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響3.1農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害頻繁，損失加大氣候變化尤其是極端氣候條件對(duì)糧食生產(chǎn)的影響加大。我國是個(gè)旱澇災(zāi)害頻繁而又嚴(yán)重的國家，平均2-3年就發(fā)生一次極為嚴(yán)重的災(zāi)害[16-18]。近50年來，特別是20世紀(jì)80年代以來，受全球氣候變化的影響，我國降水呈現(xiàn)南方偏多、北方偏少的變化趨勢(shì)，致使我國干旱災(zāi)害發(fā)生頻率增加的同時(shí)洪澇災(zāi)害也不斷增加，農(nóng)作物受災(zāi)和成災(zāi)面積增加趨勢(shì)明顯，損失日趨嚴(yán)重[19]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年由于氣象災(zāi)害造成的農(nóng)業(yè)直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1000多億元，約占國民生產(chǎn)總值的3%-6%，其中影響最大的是旱災(zāi)，其次是洪災(zāi)和風(fēng)雹災(zāi)害[20]。干旱是當(dāng)前全球造成經(jīng)濟(jì)損失最嚴(yán)重的自然災(zāi)害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年因干旱所造成的經(jīng)濟(jì)損失可達(dá)60-80億美元[21]。據(jù)1950-2001年的旱災(zāi)資料統(tǒng)計(jì)，我國每年均受旱面積2000多萬公頃，其中成災(zāi)930萬公頃，全國每年因旱災(zāi)損失糧食1400多萬噸，占同期全國糧食產(chǎn)量的4.7%[20]。全球極端干旱的面積正在擴(kuò)大[22]。1949-2005年全國歷年干旱受災(zāi)和成災(zāi)面積表明：干旱逐年之間的變化較大，近50年來干旱造成的損失有上升趨勢(shì)（見圖3、4）[19、23]。圖320世紀(jì)各年代和2000年后平均受旱面積（104hm2）圖420世紀(jì)各年代和2000年后因干旱糧食平均損失(108大量的事實(shí)也揭示了中國北方地區(qū)干旱化正在加劇。中國北方半干旱帶的分界線過去半個(gè)世紀(jì)正向東南方向波動(dòng)式擴(kuò)展；北方主要農(nóng)業(yè)區(qū)不同程度的干旱面積均有擴(kuò)大的趨勢(shì)[24、25]。從1951-2004年，中國北方的西北東部、華北和東北地區(qū)以干旱化趨勢(shì)為主，這些地區(qū)干旱化趨勢(shì)的產(chǎn)生與降水的持續(xù)減少密切相關(guān)，而20世紀(jì)80年代前后溫度的開始持續(xù)上升是這些地區(qū)干旱化趨勢(shì)加劇且范圍擴(kuò)大的另一個(gè)重要原因。在20世紀(jì)80年代以后，西北東部、華北和東北地區(qū)的極端干旱發(fā)生的頻率明顯增加，其中東北增加的幅度最大，2001-2004年區(qū)平均域極端干旱出現(xiàn)的次數(shù)達(dá)到6次/年，降水減少和氣溫升高的共同作用使得這些地區(qū)極端干旱的頻率增大[26]。這些都是干旱化的具體表現(xiàn)。降水減少和溫度升高是形成當(dāng)前中國北方大部分地區(qū)顯著干化的主要原因。全球氣候變暖加快了水文循環(huán)過程，降水總量、降水極值的頻率和強(qiáng)度也將受到影響。在洪水暴雨方面，據(jù)1950-2003年資料統(tǒng)計(jì)，我國受澇災(zāi)害的農(nóng)田面積平均每年為956.1萬公頃；嚴(yán)重雨澇年份，農(nóng)田受災(zāi)面積可達(dá)1500萬公頃以上，例如2003年淮河又一次經(jīng)歷了全流域性的大洪水，僅江蘇、安徽兩省的直接經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)330億元之巨[27]。在數(shù)據(jù)分析方面，劉小寧研究表明：20世紀(jì)80年代后，除華北外，我國暴雨極端事件出現(xiàn)頻數(shù)明顯上升、強(qiáng)度增大趨勢(shì)，華南和江南地區(qū)尤其明顯；我國大-暴雨日數(shù)、暴雨日數(shù)均由南向北逐漸減少，其變差系數(shù)由南向北遞增[28]。最近的研究也表明，我國暴雨的年際變化明顯大于年降水量的年際變化，中國江河洪水年際變化極不穩(wěn)定[11]。1950-2003年歷年的全國洪澇受災(zāi)和成災(zāi)面積變化顯示：我國洪澇發(fā)生呈明顯的階段性，80年代中前期至今洪澇面積趨于增加，特別是80年代末以來增加趨勢(shì)更為明顯，其中20世紀(jì)90年代洪澇災(zāi)害最嚴(yán)重，平均洪澇面積達(dá)15314萬公頃[19]。我國關(guān)于最近50年極端降水變化的研究成果與IPCC干旱和洪水的發(fā)生頻率逐漸趨高，其造成的農(nóng)業(yè)災(zāi)害日趨嚴(yán)重，說明在全球氣候變化的背景下我國的農(nóng)業(yè)水資源的緊缺和其時(shí)空分布不均性對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的負(fù)面影響越來越大。因此，通過調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)水資源來應(yīng)對(duì)氣候變化迫在眉睫。3.2氣候變化對(duì)作物水分利用與灌溉需求的影響氣候變暖對(duì)作物水分利用與灌溉需求會(huì)產(chǎn)生影響。溫度升高條件下，作物需水量加大，直接導(dǎo)致農(nóng)業(yè)單位面積用水量增加[20]。有研究表明氣溫每上升1℃，農(nóng)業(yè)灌溉用水量將增加6%-10%[29]馬鵬里等研究作物需水量隨時(shí)間和空間的變化特點(diǎn)以及對(duì)氣候變化的響應(yīng)的結(jié)果表明：農(nóng)作物需水量與種植區(qū)的氣候類型關(guān)系十分密切，從干旱-半干旱-半濕潤-濕潤地區(qū)其需水量呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，越是干旱的地區(qū)作物需水量越大，越是濕潤的地區(qū)作物需水量越小。作物需水量隨氣候變化的響應(yīng)比較明顯，在干旱、半干旱地區(qū)表現(xiàn)尤為突出[30]。劉曉英和林而達(dá)研究認(rèn)為，氣候變暖對(duì)不同作物需水量的影響程度不同：其中對(duì)冬小麥需水量的影響最大，對(duì)棉花的影響次之，對(duì)夏玉米的影響最小。當(dāng)生長期內(nèi)溫度上升1-4℃時(shí)，冬小麥需水量將增加2.6%-28.2%，相當(dāng)于11.8-153.0mm；夏玉米需水量將增加1.7%-18.1%，相當(dāng)于7.2-84.1mm；棉花需水量將增加1.7%-18.3%，相當(dāng)于7.9-96.2mm[31]。王新華等基于增量情景法研究了未來氣候變化對(duì)張掖地區(qū)主要作物需水量的影響，認(rèn)為在增量氣候情景下，作物的需水量與升溫幅度呈線性正比例關(guān)系[32]盡管針對(duì)性的研究氣候變化對(duì)作物水分利用與灌溉需求的影響起步較晚，對(duì)其復(fù)雜性和機(jī)理研究有待進(jìn)一步深入，但已有的趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)和增量情景研究都表明，在全球變暖的條件下作物需水量加大，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水增加，對(duì)農(nóng)業(yè)水資源的緊張趨勢(shì)是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。3.3氣候變化對(duì)種植制度和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響1986~1995年的10年間，全國耕地復(fù)種指數(shù)增加了9.5%，東北地區(qū)耕地復(fù)種指數(shù)達(dá)102%，假設(shè)到2030年全球二氧化碳濃度倍增和我國平均氣溫上升1℃的情況下，預(yù)計(jì)三熟制的北界將從目前的長江流域移至黃河流域，二熟制北界從秦淮地區(qū)北移至內(nèi)蒙和東北的南部[33]。氣候變化使高緯地區(qū)熱量資源改善，喜溫作物界限北移，促進(jìn)了作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整。在我國東北地區(qū)，20世紀(jì)90年代以來氣候增暖明顯，水稻種植面積得到北擴(kuò)，以前是水稻禁區(qū)的伊春、黑河，如今也可以種植水稻，2000年黑龍江省的水稻種植面積是1980年的7倍[20]。氣候變暖將使長江以北地區(qū)，特別是中緯度和高原地區(qū)的適宜生長季開始日期提早、終止日期延后，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛在生長季有所延長。使作物種植帶北移，二熟制、三熟制面積擴(kuò)大[29]。到2050年，我國一熟制區(qū)的面積將由現(xiàn)在的62.3%縮小到39.2%，三熟制區(qū)的面積將由目前的13.5%擴(kuò)大到35.9%,二熟制區(qū)的面積基本不變[33]由此可見，氣候變化引起的作物種植結(jié)構(gòu)和作物種植制度的轉(zhuǎn)變會(huì)使農(nóng)業(yè)水資源的需求量增大，但結(jié)果在很大程度上取決于水分狀況。因?yàn)樵S多地區(qū)水熱變化并不同步，熱量資源增加的有利因素可能會(huì)由于水資源的匱乏而無法得到充分利用。在熱量條件有保證的情況下，年降水量小于600mm，只能一年一熟或兩年三熟；年降水量大于800mm，方可稻麥兩熟[33]。因此，要想利用氣候變暖的契機(jī)提高復(fù)種指數(shù)，必須大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，在雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)地區(qū)開展旱地農(nóng)田種植體系的研究。氣候變化對(duì)水稻生產(chǎn)的影響水稻是僅次于小麥的世界第二大糧食作物，是我國第一大糧食作物，全國水稻播種面積占糧食作物的27.90%，總產(chǎn)占糧食作物的39.82%[34]。氣候變化對(duì)稻米產(chǎn)量和品質(zhì)可能產(chǎn)生的影響，將直接威脅我國乃至世界的糧食結(jié)構(gòu)和糧食安全。因此，及時(shí)研究氣候變化對(duì)水稻的影響，具有很重要的意義。近年來氣候變暖對(duì)水稻生產(chǎn)的影響國際國內(nèi)有較多的研究。國際水稻研究所發(fā)布的2004年研究報(bào)告顯示，日平均氣溫每升高一度，水稻產(chǎn)量就會(huì)下降15%，這歸咎于全球變暖所導(dǎo)致的夜間溫度升高，研究者推測(cè)，夜間氣溫變高迫使植物代謝功能所需的能量增加，從而抑制了更多生物能量和籽粒的安全，日最低氣溫的增幅明顯高于日最高氣溫,這與政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)的結(jié)論一致。彭少兵和黃見良的研究表明，氣象因素中的夜間最低溫度對(duì)水稻產(chǎn)量的影響最大，水稻長期間的平均夜間最低溫度每增高1攝氏度，水稻產(chǎn)量將下降10%。日本科學(xué)家認(rèn)為，稻米對(duì)氣溫很敏感，全球氣溫升高的趨勢(shì)，日本稻米的產(chǎn)量和質(zhì)量都將受到影響，主要原因是稻米的授粉時(shí)間很短，只有1個(gè)小時(shí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示如果溫度高于36℃，稻谷的授粉將無法成功。同時(shí)，氣溫是水稻灌漿結(jié)實(shí)期影響稻米品質(zhì)的首要因子，高溫會(huì)加快灌漿速率，縮短灌漿持續(xù)期，影響籽粒充實(shí)度，稻米的出糙率、精米率、整米率下降，堊白增大，糊化溫度提高，膠稠度變硬，食味變差[35]。水稻雖然起源于較溫暖的地方，為喜溫植物。如果溫度在升高，必然會(huì)縮短生育期，生物學(xué)產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量都會(huì)下降。實(shí)際情況表明，現(xiàn)在水稻產(chǎn)量呈現(xiàn)一種趨勢(shì)，即熱帶的低于亞熱帶的，亞熱帶的低于溫帶，高產(chǎn)往往出現(xiàn)在日本、韓國、中國的云南等非高溫區(qū)域[36]國際國內(nèi)的研究一致表明，溫度升高會(huì)導(dǎo)致水稻減產(chǎn)，減幅存在差異，溫度升高還會(huì)導(dǎo)致稻米品質(zhì)下降。結(jié)束語氣候變化影響水文循環(huán)繼而影響農(nóng)業(yè)水資源：降水總量變化不大且略有增加的趨勢(shì)，但降水時(shí)空分布不均性日益明顯，造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的時(shí)間性和地域性用水來水矛盾增加；蒸發(fā)方盡管存在“蒸發(fā)悖論”，但近20年水面蒸發(fā)有變大的趨勢(shì)；徑流由于降水的時(shí)空分布不均勻，人類活動(dòng)加劇，用水部門及其用量增加，未來農(nóng)業(yè)用水將逐漸減少。同時(shí)，在氣候變化的影響下，旱澇等農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害的發(fā)生頻率增加，農(nóng)業(yè)水資源的時(shí)空分布不穩(wěn)定性加大，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成極大的影響；在農(nóng)業(yè)需水方面，氣候變化引起的作物種植結(jié)構(gòu)和作物種植制度的轉(zhuǎn)變會(huì)使農(nóng)業(yè)水資源的需求量增大。因此，氣候變化給我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了較大的負(fù)面影響，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需水量增加，農(nóng)業(yè)水資源供需矛盾日益突出，將對(duì)我國未來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全帶來極大的威脅。如何提高灌溉效率，發(fā)展高效節(jié)水灌溉，制定科學(xué)的應(yīng)對(duì)政策，對(duì)于保障我國糧食安全具有重要的科學(xué)意義。參考文獻(xiàn)：[1]IPCC,2007.ClimateChange2007:ThePhysicalScienceBasis-SummaryforPolicymakers,ContributionofWorkingGroupItotheFourthAssessmentReportoftheIntergovernmentalPanelonClimateChange[R],1-21.[2]氣候變化國家評(píng)估報(bào)告[M].北京科學(xué)出版社2007.[3]張慶陽（摘譯）.1891-2007年全球年平均地面氣溫距平的多年變化[J].氣象科技合作動(dòng)態(tài),2008,2:27-27.[4]許小峰,王守榮,任國玉.氣候變化應(yīng)對(duì)戰(zhàn)略研究[M].北京:氣象出版社,2006.[5]Fischer,G.,Tubiello,F.N.,Velthuizen,H.V.,Wiberg,D.A.,2007.Climatechangeimpactsonirrigationwaterrequirement:Effectsofmitigation,1990-2080[J].TechnologicalForecasting&SocialChange74,1083-1107.[6]許平.我國農(nóng)業(yè)用水的歷史變化及可持續(xù)利用問題[J].中國農(nóng)村水利水電,2008,(10):54-57.[7]叢振濤,倪廣恒,楊大文,雷志棟.“蒸發(fā)悖論”在中國的規(guī)律分析[J].水科學(xué)進(jìn)展,2008,19(2):147-152.[8]丁一匯,任國玉等.氣候變化國家評(píng)估報(bào)告(I):中國氣候變化的歷史和未來趨勢(shì)[J].氣候變化研究進(jìn)展,2006,2(1):3-8.[9]ZhaiPM,SunAJ,RenFM,etal.ChangeofclimateextremesinChina[J].ClimaticChange,1999,42(1):203-218.[10]嚴(yán)中偉,楊赤.近幾十年中國極端氣候變化格局[J].氣候與環(huán)境研究,2000,5(3).[11]劉九夫,張建云,關(guān)鐵生.20世紀(jì)我國暴雨和洪水極值的變化[J].中國水利,2008,2:35-37.[12]ZhaiPM,ZhangXB,WanH,etal.TrendsintotalprecipitationandfrequencyofdailyprecipitationextremesoverChina[J].J.Climate,2005,18(7):1096-1108.[13]中國氣象局.中華人民共和國氣候圖集[M].北京:氣象出版社,2002.[14]任國玉,郭軍.中國水面蒸發(fā)量的變化[J].自然資源學(xué)報(bào),2006,21(1):31-44.[15]張建云,章四龍,王金星,等.近50a來我國六大流域年際徑流變化趨勢(shì)研究[J].水科學(xué)進(jìn)展,2007,18(2).[16]氣象局氣象科學(xué)研究院.中國近500年旱澇分布圖集.北京:地圖出版社,1981.[17]張德二,劉傳志.中國近500年旱澇分布圖集續(xù)補(bǔ)(1980-1992年)[J].氣象,1993,19(11):41-46.[18]張德二,李小泉,梁有葉.中國近500年旱澇分布圖集的再續(xù)補(bǔ)（1993-2000）[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào),2003,14(3):379-384.[19]張強(qiáng),高歌.我國近50年旱澇災(zāi)害時(shí)空變化及監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)[J].科技導(dǎo)報(bào),2004,7:21-24.[20]居煇,許吟隆,熊偉.氣候變化對(duì)我國農(nóng)業(yè)的影響[J].環(huán)境保護(hù)