气候变化的影响范文篇1

1气候变化对东北地区农业和环境的影响

1.1气候变化对东北地区农业生产的影响

近30年来,东北地区小麦种植比重下降,玉米和水稻种植比重增加,形成了以玉米、水稻和大豆为主的粮食作物种植结构。20世纪80年代初全区水稻面积约为85万hm2,至2009年已达到400万hm2;玉米播种面积也略有增加,目前达到700~800万hm2;大豆播种面积虽然存在年际波动,但基本保持在400~500万hm2的水平,而小麦面积20世纪80年代初大约300万hm2,目前已不足40万hm2,主要分布在黑龙江部分地区。由于气候变暖,冬小麦种植北界可向北移至大约42.5°N(辽宁省的中北部)[3]。当然由于水热条件和经济效益的原因,生产中并没有出现冬小麦播种面积的增加。但是这一研究结果提供了信息和启示,表明气候变化对农业布局和种植结构的现实影响。温度的升高不但改变作物种植的范围和界线,还带来产量的变化。黑龙江省20世纪90年代水稻单产较80年代增产42.7%,其中气候变暖的贡献率为23.2%~28.8%,相当于在20世纪80年代的单产水平上增产9.9%~12.3%[4]。东北地区的松嫩平原玉米产量以1970~1982年为基准时段,20世纪90年代气候变暖对玉米增产的贡献率相对于70年代和80年代分别为17.98%和26.78%[5]。气候变暖有利于某些病虫害的越冬、发生和流行。黑龙江省稻田以往主要是稻瘟病,目前细菌褐斑病(Rhizoctoniasolani)和胡麻斑病(Xanthomonasaxonopodis)已成为危害很重的常发性病害;以往只有负泥虫(Oulemaoryzae)和潜叶蝇(Hydrelliagrise-ola)等危害不重的苗期虫害,目前二化螟(Chilosup-pressalis)已成为对水稻危害较重的长发性虫害;杂草种类也呈增加趋势,穭如历史上从未出现过的生稻(Oryzarufipogon),目前也在很多地区出现并造成危害[6]。

1.2气候变化对东北地区水资源的影响

由于温度升高、降水减少以及其他社会原因,东北地区的水资源短缺加剧。中西部主要江河都出现过连续枯水年的现象。20世纪90年代以前,东北地区很少发生严重干旱灾害,而整个20世纪90年代,辽宁、吉林、黑龙江3省均发生3~4次严重旱灾,进入2000年以来,旱灾几乎连年发生,10年里均发生8次严重旱灾。2001年春夏连旱,松花江水位降至历史最低水位,给松嫩平原水稻生产带来严重影响;西辽河径流量不断减少,断流日数增加,2001年以来多次断流;辽河中下游河川径流衰减十分明显,缺水形势十分严峻。2006年,松辽流域年平均降水量为465.8mm,比多年平均值偏少9.5%;地表水径流量1460亿m3,比多年平均值偏少17.4%;地下水资源量为610亿m3,比多年平均值偏少10.4%。大连、锦州、营口等沿海城市由于地下水采补失调,导致海水倒灌面积达728km2,严重影响了地下水水质[7]。

1.3气候变化对东北地区环境的影响

东北地区土壤湿度在20世纪70年代为显著干旱时段,此后有所恢复;90年代以来继续走低,呈现逐渐干旱的趋势[8]。由于干旱,松嫩平原出现了沙漠化,科尔沁沙地和松嫩沙地的盐渍化、荒漠化问题严重。盐渍化和沙化土地向东有较强发展,蔓延成为东北地区西部生态环境恶化的主要表征。撂荒地显著扩大,与沙化土地面积量级接近[9]。气候变化对湿地生态系统的物质和能量循环、湿地植物生产力、动植物分布及湿地功能均产生重大影响。松嫩平原西部的扎龙湿地,地表水位持续下降,2001年比“平水年”下降约1m,湿地面积约减少一半,湿地内的许多湖泊干枯,河道断流;嫩江下游的莫莫格湿地,地表已经完全干涸,地下水水位从3~5m下降到12m左右,大片的芦苇、苔草湿地退化为碱蓬地甚至盐碱光板地[10]。

2农业及环境应对气候变化的措施及效果

2.1农业的适应措施及效果

为提高农业生产的效益、适应气候变暖的事实,东北地区主要粮食作物的种类、品种和布局等都已经采取了针对性调整。黑龙江省水稻种植比例显著增加,小麦种植比例明显减少,从以小麦和玉米为主的粮食作物种植结构变化成以玉米和水稻为主。改变后的种植结构充分利用了温度增高、热量资源增加的有利条件,大幅度提高了水稻总产和粮食商品化水平,也因此成为国家首要的粮食生产和供应基地。作为玉米高产中心的松嫩平原南部,由于生长期提前,盛夏热量充足,目前生产多选用一些中晚熟的品种[11];并且耐旱、耐涝以及耐盐碱的品种也得到了推广和应用,玉米产量达到15t•hm2。在农业育种过程中,在以往注重高产和耐低温冷害鉴定的基础上,增加了对适应较高温度或生育期较长新品种的选育工作,拓宽品种资源,保证了适应气候继续变暖对新品种的需求[6]。针对水资源供给相对不足使农业用水以及作物生长需求的水热配置受限,各地区相继开展了各种农业节水技术研究与推广工作。输水系统节水技术、田间灌溉节水技术、田间农艺节水技术、化学节水技术、管理节水技术、生物改良节水技术以及因地制宜地将各单项技术进行组装和优化配套而形成的农业节水技术集成配套模式,在东北地区的农业节水中得到了一定的应用效果[1213]。此外,水稻旱作即旱稻在东北地区有了一定的种植面积,辽宁省农业科学院选育的多个旱稻品种每年在东北地区种植面积已超过2万hm2。同时,目前的农业生产方面的节水仍有一定的潜力。2000年以后,以“秸秆还田+少免耕”为特征的保护性耕作技术逐步在东北地区实验和推广,初步显示了减轻土壤侵蚀、提高土壤有机质含量、保护黑土地、作物抗旱节水和节本增效的效果,特别在劳动力和动力投入方面有明显的效益,但是对适应气候变化的长期效果仍然需要进一步的检验和完善。松嫩平原中部平原地区采用了由秸秆覆盖、免耕播种、机械深松和化学除草为核心的保护性技术;辽西北地区推广了以秸秆覆盖和少耕免耕为中心的保护性耕作技术[14]。2000年以来,东北地区几乎连年遭遇干旱、洪涝或者低温寡照气象灾害,但是粮食总产却保持稳中有升的态势(图1)。上述适应措施的综合运用缓解或抵消了不利条件的影响,为减少灾害损失发挥了重要作用。图12001~2009年东北3省粮食总产变化Fig.1TotalyieldofgrainsinLiaoning,JilinandHeilongjiangProvincesinNortheastChinafrom2001to2009

2.2生态保护的适应措施及效果

针对气候变化与生态环境问题,20世纪50年代以来的水土保持研究已经形成了以改变坡面微地形为主、以增加地面覆盖为主和以增加土壤入渗为主的3类主要水土保持耕作措施,在各地推广应用的面积也比较大,对防治坡耕地水土流失、促进作物增产起到了良好的作用[15]。在松嫩平原盐碱化草原,在盐碱化程度分类的基础上,采用以振动深松为主,施生化土壤改良剂和农艺措施为辅的集成技术对土壤进行改良。科学调节土壤水、肥、气、热条件,增大土壤蓄水容量,改善土壤的理化指标,使土壤由重度盐碱化土变为轻度盐碱化土,草原生态环境得到显明改善。同时,加强了生态经济型防护林体系的建设,增强了农田林网防风保水作用。在林网内风速可降低20%~30%,生长季大气湿度增加11%~15%,土壤湿度增加20%~25%,粮食产量平均增加30%以上[16]。同时增加了人工控制天气的研究与实践,开发云水资源,实施人工降雨。辽宁省结合降雨的时空分布特点,春、秋人工增雨的重点应放在辽西北和辽河平原,夏季人工增雨的重点是辽南一带[17]。2003~2007年通过开展人工增雨共增加降水136亿m3,为缓解干旱和用水紧张起到了一定作用。

3适应未来气候变化的建议

3.1气候变化对农业生产的可能影响及政策建议

未来东北地区的气候变化仍以温度升高为主,降水有可能增加,但降水增量的时空分布不均匀[18]。模拟显示,未来气候变化对东北水稻、玉米、春小麦产量均产生负面影响。产量降低的主要原因是:温度升高使作物生长发育速度加快,生育期缩短,并加大土壤蒸发和作物蒸腾;降水的增加不足以补偿蒸发蒸腾消耗,作物缺水量也有一定增加,水热条件的匹配状况没有得到改善[2]。国家粮食安全中长期规划(2008)提出2010年人均粮食消费量不低于389kg,2022年不低于395kg的目标。吉林省规划到2012年粮食增产50亿kg,达到300亿kg;黑龙江省到2015年增产116.5亿kg,达到500亿kg。这就需要东北地区做出更多的努力。为此,提出如下建议。

3.1.1调整农业结构与种植制度,充分利用农业气候资源

模拟研究表明,适当调整玉米播期,且改种植中晚熟为晚熟品种,产量可以得到提高[19]。这也是近30年来东北粮食在气候变暖背景下单产提高的主要原因之一。因此调整播种期,改变作物品种类型,选择适合长生长季的晚熟高产品种,调整种植制度可以有效地适应未来气候变化。未来温度增高可能进一步改善热量条件不稳定、冷害频繁发生的状况,提高复种指数,使农业生产更加稳定,产量也可以得到提高。

3.1.2选育抗逆性强的新品种,增强农作物抵御自然灾害的能力

气候变化改变了当地的作物生长环境和条件,原有品种不能充分发挥其最大生产力,所以选育适宜气候变化趋势的新品种是农业领域适应气候变化的重要环节。品种选育要坚持适当晚熟和生育期较长、良好抗逆性、广泛适应性的基本方向,在耐高温、耐干旱、抗病虫害、耐盐碱等方面有所突破,以利于充分利用热量资源,抵御不利的气象条件,保证高产稳产。同时积极改进育种方法和手段,开展育种协作研究,发掘和利用适应气候变化的新基因型,结合引种试验,选育出适应气候变化,具有较好适应性和高产优质的新品种。

3.1.3调整农业生产管理措施,减小气候变化的不利影响

气候变化要求作物田间管理措施也应该做出及时相应的调整。由于温度和热量条件的变化,作物生长发育进程也会发生变化,需要开展适应新条件下的作物栽培研究。包括有效利用水资源、改进田间管理、增加灌溉和施肥、防治病虫害等,提高农业生态系统的适应能力[20]。同时要研究推广以自动化、智能化为基础的精准耕作技术,实现农业的现代化管理,降低农业生产成本,提高土地利用率和产出率。

3.1.4加强水资源管理,提高旱涝防御能力。

用水效率低、水资源恶化、过度开采地下水等严重影响了水资源的正常循环,是东北地区水资源目前面临的重要问题。加强水资源管理是适应未来气候变化、解决农业用水不足以及水热配合受限问题的必要措施,并可提高防御干旱、洪涝的能力。加强水资源的管理和分配工作、水利基础设施的建设、发展节水农业都是必要而有效的选择[21]。

3.2气候变化对生态环境的影响及政策建议

在全球变暖的背景下,生态环境亦在恶化。东北地区的水土流失及其西部荒漠化区域在不断扩展,土地沙化、盐碱化、植被退化和土地肥力下降。东北是国家重要的商品粮生产基地,良好的生态条件是保证粮食生产的基本前提。生态安全是一个比环境保护更为深刻和高层的概念,与适应气候变化相互依存,相互促进。为此建议如下。

3.2.1加强生态建设,提高适应能力

加强生态环境建设是缓解气候变化不利影响的积极措施。森林具有良好的涵养水源、保持水土、吸收噪音、减缓风速等功效,农田周围的防护林一定程度上起着控制环境恶化和屏障作用,防止耕地被沙土侵蚀。同样,草地、湿地在生态系统中发挥着重要的功能。防止人类活动过度干预生态系统的架构和组分是维护生态系统健康稳定的首要原则,也是提高适应气候变化能力的有效途径。这对于东北国家商品粮生产基地而言尤为重要,即在加快发展粮食生产、保证国家粮食安全的同时,对区域生态建设给予更大的关注。同时加强农田生态系统建设,通过提高农田资源利用率,发展节水农业和肥料高效利用农业,发展秸秆还田和保护性耕作技术,实现农业生态系统的良好循环和平衡。

3.2.2合理利用资源,发展生态经济

气候变化增加了东北地区的热量资源,但是水土资源将成为制约因素。协调粮食生产与生态建设间的矛盾将成为新的重要课题。需要更好的利用农业自然资源,尤其是水资源和土地资源,确保水资源供需平衡和生态需水,保持农田与自然植被间适当的比例关系。需要进一步改善农业发展模式和经济发展模式,适当吸收生态农业和生态经济的经验。比如针对性地进行封山育林,退耕还林还草,推广各种保护性耕作模式,改善农田土壤环境和质量;控制草畜平衡,优化畜牧业生产布局,在荒漠化草原和固定沙地采取围封休牧、季节性禁牧、划区轮牧相结合的办法,缓解草原的承载压力;对半固定和流动沙地,采取围封、造林、种草、工程措施等,进行综合治理;发展保护地农业和庭院经济,促进经济发展,运用政策调控手段解决经济利益补偿问题。

3.2.3综合调控水源,协调生态平衡

气候变化的一个重要影响是对水循环系统的影响,会引起降水量、降水变率、蒸发以及径流等的变化。干旱和强降水是近年来不断强化的区域性灾害,东北地区同样面临着严重干旱和洪灾的威胁,也是东北地区生态建设面临的重大挑战。合理调配区域内的水资源,维修水利设施、完善其功能是抵御灾害的有效手段。要合理开发利用嫩江、松花江,乃至黑龙江的水资源,实施“北水南调、东水西调”,将嫩江、松花江的水引到东北平原西部,用于生态建设与环境治理,包括农牧业发展、城市工业和生活用水,以及补给松辽平原西部地下水等[22]。开发云水资源,适当进行人工增雨,通过缓解旱情可防治荒漠化。

气候变化的影响范文篇2

关键词:气候变化;海平面;生态系统

中图分类号:P46文献标识码:A文章编号:1006-4311(2012)18-0006-01

1海冰缩小和海平面上升

大多数区域的雪盖已经减少,特别是在春季。根据卫星观测,自1978年以来,北冰洋年平均海冰范围以每十年大约2.7±0.6%的速度在缩小。夏季范围的下降比冬季范围的下降要大,夏季最低下降速度约为每十年7.4±2.4%。在1961至2003年期间,全球平均海平面上升的平均速率为1.8[1.3至2.3]毫米/年。在1993至2003年期间,该速率有所增加,约为3.1[2.4至3.8]毫米/年。自1961年以来的观测表明,全球海洋平均温度的增加已延伸到至少3000米深度,海洋已经并且正在吸收80%以上被增添到气候系统的热量。这一变暖引起海水膨胀,并造成海平面上升。南北半球的山地冰川和积雪总体上都已退缩,冰川和冰帽的大范围减少造成了海平面上升。某些格陵兰和南极溢出冰川流速已经加快,这些溢出冰川把冰从冰盖内部排出。相应地,冰盖物质损耗的增加,已经常伴随着冰架的变薄、缩减或损耗,或浮动冰舌的损耗。冰的这种动力损耗,足够解释南极大部分的净物质损耗和格陵兰大致一半的净物质损耗。剩余的格陵兰冰损耗,是由于融化损耗超过了降雪累积。

2积雪减少和冻土融化

1966年至2005年这一时期北半球的雪盖每个月都在减少,11月和12月除外,上世纪八十年代后期,其年均值以5%的速度逐步下降。根据山地雪水当量和雪深年度时间序列记录显示,全世界几个地区的积雪已经下降。多年冻土层的底部出现融化,速度范围为阿拉斯加的0.04米/年到青藏高原的0.02米/年。大部分地区的多年冻土层和季节性冻土出现了重大变化。在多年冻土区,土地的不稳定状态增大,在过去150年山区出现岩崩,北半球河冰和湖冰的总体趋势是,封冻期以每世纪延迟5.8±1.9天的平均速度推迟,而解冻期则以每世纪提前6.5±1.4天的平均速度提前解冻。

3生态系统发生显著变化

一些春季特有现象像树叶的发芽,鸟类迁徙和产卵动植物物种的地理分布朝两极和高海拔地区推移等,已经提前出现。基于1980年代初以来的卫星观测,在许多地区春季已出现植被“返青”提前的趋势,这与最近变暖造成的生长季延长有关联。北极和南极部分生态系统发生变化,包括那些处于食物链高端的食肉类动物,以及那些存在于海冰生物群落的生态系统。海洋和淡水生物系统的变化,与升高的水温以及相关的冰盖、盐度、含氧量和环流的变化有关,这些变化包括:河流中鱼类的地理分布发生变化并提早迁徙,高纬和高山湖泊中藻类和浮游动物增加,高纬海洋中藻类、浮游生物和鱼类的地理分布迁移并发生变化。许多生态系统的弹性到2100年可能会被前所未有的综合气候变化、相关扰动和其它全球变化驱动因子所突破。超过生态系统的弹性很可能会产生超过阈值而出现的那类反应,许多在与人类社会有关的时间尺度上是不可逆转的,诸如生物多样性因灭绝、物种生态相互作用遭到破坏、生态系统结构和干扰体系发生重大改变而带来的损失。生态系统的关键特性或者调节服务很可能会无法弥补在温室气体继续以当前的速度或高于当前的速度排放并且其它全球变化没有减缓的前提下,如土地利用变化,到2100年,陆地生物圈可能会成为净碳源,因此会扩大气候变化。

如果全球平均温度增幅超过1.5-2.5℃,并伴随着大气二氧化碳浓度增加,在生态系统结构和功能、物种的生态相互作用、物种的地理范围等方面,预估会出现重大变化,并在生物多样性、生态系统的产品和服务(如水和粮食供应)方面产生显著不利的后果。当全球变暖使温度比工业化前水平高2°C至3°C并且大气CO2相应增加时,在陆地和海洋生态系统结构和功能上的实质性变化很可能会发生。主要生物群落的变化,包括新型生物群落的出现以及物种生态相互作用的变化,伴随对货物和服务的基本不利后果很可能并基本确定会超过这些温度的上升幅度。以前被忽略的海洋逐步酸化由于大气CO2的上升预计会对海洋壳体生物(如珊瑚)及其属种造成不利影响[1-2]。冻土层的甲烷排放可能会加速,当全球平均温度超过工业化前水平2°C至3°C时,到目前为止(公正采样方式)所评估的物种中大约20%至30%(各区域生物群从1%到80%不等)可能会面临日益增高的灭绝风险。

目前所评估的20%-30%的动植物物种,会在全球平均温度增幅超过1.5-2.5℃的情况下面临灭绝的风险。一些特殊的鱼类物种与产量都会因为持续性变暖而发生区域性变化,水产业和渔业会受到严重影响。同时由于加剧升温,珊瑚的适应能力更为低下,表现极为脆弱。珊瑚的白化事件和大范围死亡,会在海表温度升高约1-3℃的情况下出现的更为频繁。同时海平面升高会对海岸带湿地包括包括盐沼和红树林等受到负面影响,尤其是那些向陆地推移受到限制或缺乏沉积物的地区。

在中高纬地区,农作物生产力会在局地平均温度增加1-3℃的情况下,有一定程度的提高,这取决于作物。在一些区域,农作物的生产力会因为升温超过这一幅度度而有所降低。在低纬地区,尤其是季节性干燥的区域和热带区域,局地温度即使是以1-2℃的小幅增加,预估农作物的生产力都会有所降低,这会使饥荒风险增大。在全球范围内,农作物生产潜力会在局地平均温度增加1-3℃的情况下有所增加,如超出该范围,则可能会降低。同时,由于干旱和洪涝发生频率的增加,会影响到局地农作物的产量,尤其是低纬度用以维持生计的行业。

4威胁人类生存

到21世纪80年代,数百万以上的人口都会因为海平面上升而遭受洪涝之害。尤其是那些适应能力较低的人口稠密和低洼地区,不仅要面临着洪涝风险,还要面对热带风暴或局地海岸带沉降等方面的威胁。在亚洲和非洲的大三角洲地区,受影响的人口数量最多,其中小岛屿受影响程度最大。预估几百万人的健康状况都会受到气候变化的影响,对适应能力较低的人群危害更大。儿童的生长及发育会受营养不良及营养失调增加的影响;同时由于不正常气候如热浪、洪水等会造成死亡、疾病、伤害以及腹泻疾病等的增加;地面臭氧浓度关系到气候变化,它的增高会导致心肺疾病的发病率上升;以及某些传染病传播媒介的空间分布发生改变。气候变化预计还会产生一些综合影响,如,疟疾在非洲的传播潜力的缩小或增大。

参考文献:

[1]刘玲,丁浩.温室气体排放量的估算与分解方法评述[J].价值工程,2010,19:223-224.

气候变化的影响范文篇3

作者简介:高小升(1980-),男,西北农林科技大学思政部讲师,法学博士,主要研究领域为全球气候变化与现当代国际关系。

摘要:农业领域温室气体排放增长快、减排潜力大以及较高的生态脆弱性等决定了其在全球气候谈判中的地位随着国际应对气候变化努力的发展而日渐提升。虽然目前对农业议题的关注度仍然和农业在应对气候变化中的重要性不完全相称,但是农业在全球气候谈判中的地位已经大为提升。农业在气候谈判中地位的变化对气候谈判产生了重大而深远的影响。然而鉴于一系列不确定因素的存在,农业议题在全球气候谈判中地位的上升及其影响尚有待进一步观察。

关键词:全球气候谈判;农业;温室气体排放;京都议定书

中图分类号:F323.22文献标识码:A文章编号:1009-9107(2013)04-0037-07

自工业化以来,人类社会遭遇了各种各样的环境问题,而其中最为严重且最难应对的当属气候变化问题。鉴于人为排放的温室气体是造成这一问题的主要诱因,控制和减少温室气体排放就成为应对气候变化的关键。农业在应对气候变化占有重要的地位,其不仅排放大量的温室气体,而且具有很大的减排潜力,同时农业也备受气候变化的影响。随着国际应对气候变化努力的发展,农业日渐被纳入全球气候谈判的议程中,农业在全球气候谈判中的出现及其未来的地位变化将对全球气候谈判和农业发展本身产生多方面的影响,适时对其进行分析意义重大。

关于“农业与气候变化”的问题,国内外学术界已经做了一定的有益探索,其研究主要集中在三个方面:一是气候变化对农业发展的经济影响。国内外学者,尤其是农业经济研究学者,运用各种模型分析气候变化在农业领域的系统性影响,包括气候变化对粮食安全、农产品贸易,农业产业分布等问题,比如2009年农业部启动的“气候变化对农业生产的影响及应对技术研究”公益性行业科研专项,产生了一批优秀成果。二是发展低碳农业的必要性及其路径,这也是研究论文最多的领域之一。研究者从应对气候变化、农业发展等角度论证实现农业低碳转型的必要性,并从技术层面、政策层面以及财政和金融支持等角度提出了发展低碳农业的路径。三是研究农业在应对全球气候变化中应发挥的作用。从事此方面研究的主要是国外学者,他们主要通过分析农业与气候变化的关系,提出农业在未来应对气候变化中应该发挥的作用和要求提高农业在未来国际气候机制中的地位,比较有代表性的成果当属美国农业与贸易政策研究所(InstituteofAgricultureandTradePolicy)围绕国际气候谈判进展发表的系列分析评论。然而目前的研究未能回答如下问题:农业在全球气候谈判中地位变化的原因是什么?农业议题目前在全球气候谈判中处于何种地位?农业议题在全球气候谈判中地位的变化将带来什么样的影响?这正是本文力图解决的问题。

一、农业在全球气候谈判中地位变化的原因与动力

全球气候谈判启动于20世纪80年代末,时至今日已有20多年的历史。在这一进程中,农业在全球气候谈判中的地位逐渐发生着缓慢但却重要的变化,从最初对农业议题的漠视到强调农业在应对气候变化中的重要性,再到农业作为当前全球气候谈判中独立的谈判议题出现。究其原因,三大因素的发展是农业在全球气候谈判中地位变化的主要动力。

1.农业领域中温室气体排放的迅速增加。从排放总量看,农业领域温室气体排放在全球温室气体总排放中的份额日渐增大。根据2007年的IPCC第四份评估报告(IPCCAR4),农业排放的温室气体占全球人为排放总量的10%~12%,全球排放的甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)中来自农业的分别占47%和58%[1]503。土壤释放的甲烷(CH4)和发酵产生的氧化亚氮(N2O)是最主要的温室气体来源。2005年农业排放的CH4和N2O就分别占全球非CO2温室气体排放总量的38%和32%[2]。

从排放趋势看,农业温室气体排放正快速增加,并且很可能在未来继续保持这一趋势。相关研究数据表明,1990~2005年间农业排放的甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)增加了17%,年均增长5800万吨。联合国粮农组织(FAO)预测,源于氮肥使用量的增加和沼气生产量的提升,2030年农业排放的氧化亚氮(N2O)会增加35%~60%[3]99。其他学者和研究机构的结果也显示出相似的趋势,认为未来农业领域排放的氧化亚氮(N2O)将在1990年的基础上增加50%。

从排放的地域分布看,发展中国家是全球温室气体排放的主要增加源之一,而农业排放在发展中国家总排放中占有很大的份额。国际粮食与农业贸易政策委员会(InternationalFood&AgriculturalTradePolicyCouncil,简称IPC)的数据显示,农业排放主要集中在发展中国家,占其温室气体总排放的74%左右[4]4。农业虽然在发达国家经济中的比例很小,但是近几年来由兽禽粪污管理带来的排放却不断上升,也不容忽视。此外,土地使用变化导致的排放也大概占全球CO2总排放的20%左右[5],而粮食生产是土地利用变化的主要驱动力之一,联合国粮农组织(FAO)2008年度报告得出结论,由人类需求驱动的粮食增长正在也将继续推动农业温室气体排放的增加。

可以说,农业领域温室气体在全球排放总量中份额的扩大、对未来农业排放趋势的担忧以及农业排放源的增多开始促使世界各国对农业在国际气候谈判中地位的重新审视。

2.国际社会对农业减排潜力的新认识。20世纪80年代末全球气候谈判启动之初,气候科学研究上存在一定的不确定性,对于农业与气候变化的关系也没有充分的认识。然而随着气候科学研究的发展,世界各国日渐认识到农业对于应对气候变化的重要性,特别是农业领域存在着巨大减排潜力。具体表现在:(1)农业领域存在着丰富的碳汇碳汇(carbonsink)主要是指陆地生态系统吸收并储存二氧化碳的多少,或者说是植物吸收大气中的二氧化碳并将其固定在植被或土壤中,从而减少该气体在大气中的浓度。在陆地生态系统二氧化碳总储存量中,森林约占39%,草原约占34%,农耕地约占17%。,能够大大减低空气中温室气体的浓度,有效应对气候变化。仅以碳的封存为例,农业在确保世界粮食安全的同时,仍为温室气体减排提供了多种可能,预计年减排潜力为55~60亿吨二氧化碳当量,几乎相当于当今世界1年的温室气体排放总量。2030年约有89%的技术减排潜力能够通过土壤碳封存来实现,尽管其可行性尚需进一步研究[6]1-5。澳大利亚农场主协会(NFF)研究认为,在过去的2个世纪里,全球农业用地中超过一半的土壤碳汇已经丧失,温室气体已经排放到空气中,这一丧失也为碳的封存提供了新机遇,预计能吸收空气中10%左右的碳[7]。(2)通过提升家禽、粪便和水稻的管理以及优化肥料使用和管理等方式,农业排放的温室气体也能大大减少。混合肥料的使用是农业温室气体排放增加的重要原因之一,因为这些混合肥料以天然气和氮肥为原料制成,生产过程会消耗大量的能源,释放大量的温室气体。这些混合肥料的使用也会使土壤释放的温室气体增加,因而加强混合化肥使用管理会减少温室气体的排放。与此同时,农业领域内的家禽业也是潜在的减排源泉。反刍动物,诸如牛、绵羊、山羊和水牛等消化食物的过程(又称肠道发酵)是家禽业温室气体的最大排放源。据统计,由此种消化方式带来的甲烷(CH4)占人为排放的此类气体总量的5%~10%。[8]3-5尽管改变动物的消化习惯异常困难,但是改变上述动物的食料会对这一过程中的温室气体排放产生影响。新近由部分农场牵头、奶农参与的联合研究发现,通过改变奶牛的饮食,在其中加入富含有欧米茄-3的饲料能大大减少反刍过程中排放的温室气体,最高可减少18%,而且还能增加牛奶的营养价值。

不管是碳的封存、肥料使用的改变以及家禽的饮食管理都将给农业提供可观的减排潜力。联合国粮农组织(FAO)预计,发展中国家通过农业和林业项目采取的减排努力成本可能占所有行业和地区总成本的1/4到1/3,但减少的排放却能达到减排总量的1/2到2/3[9]2-4。可以说,世界各国对农业减排潜力的重新认识是农业在全球气候谈判中地位变化的重要原因。

3.农业在全球气候变化中日渐凸显的生态脆弱性。随着气候科学的发展,越来越多的研究清晰表明,气候变化会对农业产生重大影响,并且以负面影响为主。英国财政部的《斯特恩报告》指出,全球气温升高2℃将使干旱和半干旱地区(例如地中海盆地)水量减少30%,上升4℃这些地区的水量将减少40%~50%[10]。倘若全球升温3~4℃,气候变化对农业的负面影响将更大,在非洲和西亚地区的表现最为明显,使用弱碳肥料情况下减产25%~35%,使用高碳肥料情况下也要减产15%~20%。2007年出版的IPCC评估报告也指出,发展中国家,特别是对气候变化最为脆弱的非洲影响最大,“非洲许多国家的农业生产,包括食物的获取,都将因气候的异常和变化而受冲击,适合农业生产的地域,农业作物的生长期以及那些处于干旱和半干旱地区周边的农业潜在收成大大降低,进而影响粮食安全和减速该地区人群的营养不良”[11]8-15。此外,由气候变化带来的海平面上升也将减少可耕种的农业用地和农业产值。海平面上升将使世界许多地方数千公顷的良田被淹,海平面上升1米将使湄公河流域可耕种和水产养殖面积减少10万公顷,尼罗河三角洲大部分被淹没,五大主要发展中经济体(中国、印度、巴西、墨西哥和南非)受影响的国土面积分别达到0.34%、0.24%、0.14%、1.02%和0.02%。倘若海平面上升3米,则分别达到0.76%、0.66%、0.41%、1.92%和0.05%[12]。面对气候变化对农业负面影响的日渐增大,采取适应和缓解措施成为农业领域必然的选择,由此也要求对农业在国际气候谈判中被漠视的现状加以改变,进而对通过国际气候机制对农业应对气候变化做出安排。

二、农业在全球气候谈判中地位的变化

在国际社会应对气候变化的发展进程中,农业议题在全球气候谈判中的地位变化呈现出明显的阶段性特征。

1.对农业议题的漠视阶段(1988~1995年)。20世纪80年代末开启的全球气候谈判最初并未直接涉及农业领域,各缔约方批准生效的《联合国气候变化框架公约》(以下简称《公约》)只是非常模糊地提及农业应对气候变化问题。表现在:首先,《公约》第2条谈及粮食生产的重要性,强调大气中温室气体的浓度稳定“应当在足以使生态系统能够自然地适应气候变化、确保粮食安全生产免受威胁并使经济发展能够在可持续的时间范围内实现”[13]。其次,《公约》要求所有缔约方制定、定期更新和公布其所有温室气体源的人为排放和各种汇的清除,涵盖农业领域。同时,《公约》也要求各缔约方制定、执行、公布和经常更新国家的以及在适当情况下区域的减缓气候变化的计划,以及相关适应气候变化的措施,农业也被纳入其中[14]。此外,《公约》第4条第1款也呼吁缔约方促进、合作发展、应用和传播(包括转让)各种用来控制、减少或者防止温室气体人为排放的技术、做法和过程,而这些行业和部门包括农业和林业。

可以说,在这一阶段,农业议题基本上不为《公约》缔约方所注意,全球气候谈判主要将注意力放在应对气候变化基本原则和框架的确立以及发达国家与发展中国家间应对气候变化责任的划分上,在《公约》中只是一般提及农业应该包含在应对气候变化的领域之中。

2.农业议题关注初显阶段(1995~2005年)。1995年,《公约》缔约方第一次大会(COP1)决定启动《京都议定书》(以下简称《议定书》)以落实《公约》确立的应对气候变化原则和目标,由此全球气候谈判进入京都气候时代。在这一阶段,农业议题在全球气候谈判中的地位有所提升和改观,农业领域采取的措施也被纳入到缔约国家实现减排目标的手段之中。表现在:

首先,把土地使用、土地使用变化和林业(LULUCF)领域的活动计入减排目标的实现中。根据《议定书》第3条第3款,“自1990年以来直接由人引起的土地利用变化和林业活动――限于造林、重新造林和砍伐森林――产生的温室气体源的排放和汇的清除方面的净变化,作为每个承诺期碳贮存方面可核查的变化来衡量,以实现附件――所列每――缔约方依本条规定的承诺”。[15]同时,《议定书》也赋予《公约》缔约方大会就涉及农业土壤、土地利用变化和林业类各种温室气体源的排放和各种汇的清除方面的相关变化,应如何加到附件一所列缔约方的分配数量中或从中减去的方式、规则和指南做出决定。在《议定书》后续谈判中达成的《马拉喀什协议》(MarrakechAccords)对LULUCF的原则和规则做了进一步的说明,即LULUCF活动仅包括森林管理、放牧和管理、植被恢复以及农田管理[16]。

其次,《议定书》下发达国家实现减排目标的京都灵活机制之一――清洁发展机制(CDM)首次明确将农业领域减排包括其中。京都灵活机制由排放贸易、联合履约以及清洁发展机制等三大机制构成,其目的在于帮助发达国家实现《议定书》规定的减排目标,其中清洁发展机制允许发达国家在发展中国家实施有利于发展中国家可持续发展的减排项目,从而减少温室气体排放量,以履行发达国家在《京都议定书》中所承诺的限排或减排义务。根据CDM的规则,发达国家通过CDM获得的排放许可用于冲抵其京都减排目标,而农业领域是开展CDM项目的主要领域之一。由此,农业领域温室气体排放的减少得以进入全球气候的谈判之中。

再次,《议定书》首次就农业应对气候变化提出直接的要求。《议定书》第10条b款呼吁签约国制定、执行、公布和定期更新减缓气候变化的措施和有利于充分适应气候变化的国家方案以及在适当情况下的区域方案,这些方案“除其他外,将涉及能源、运输和工业部门以及农业、林业和废物管理”,[15]从而农业议题正式出现在国际气候协议中。

3.农业议题地位的迅速提升阶段(2005年以来)。2005年《议定书》最终生效,全球气候谈判进入后京都气候时代。在这一阶段,农业不仅首次成为独立的谈判议程,而且在各种气候谈判场合被多次讨论,在全球气候谈判中地位迅速提升。表现在:

首先,农业在气候谈判中被提及的次数迅速增加。在《公约》及《议定书》的谈判中,农业议题被提及的次数寥寥无几,然而自2005年后京都气候谈判启动以来,缔约方不仅就农业应对气候变化多次交换意见,而且出现在后京都气候协议谈判文本中的多个地方。根据全球农村发展捐助者平台(GlobalDonorPlatformforRuralDevelopment)对哥本哈根气候会议谈判文本的分析,涉及农业的条款达到72处。2010年,各国依据《哥本哈根协议》提交的应对气候变化计划中,三分之二的发展中国家将农业纳入其中,2010年底的坎昆会议后投入运作的快速启动基金、绿色气候基金以及新建立的“坎昆适应框架”均将农业囊括其中[17]。

其次,在正式的联合国气候谈判之外,对农业应对气候变化的讨论日渐增多,也趋于激烈。一般来讲,在正式气候谈判会议召开的同时,《公约》秘书处也会邀请学术研究机构、非政府组织参加会议,举办气候大会的边会(sideevent),就尚未纳入正式谈判的气候议题和观点进行交流,从而使边会成为塑造正式气候谈判结果的重要渠道[18]。近年来的几次气候大会上,举办的边会和参加边会的人数迅速增加,涉及农业的边会和活动也大量涌现。据统计,在哥本哈根气候大会期间,与农业相关的边会共有13个,并且还在2009年12月12日举行了“农业和农村发展日”,后者还了“农业和农村发展联合宣言”,极大地扩大了农业在气候谈判中的影响。

再次,要求将农业纳入国际气候机制的呼声高涨。随着气候科学的发展,各缔约方、学者、环境非政府组织对农业在应对气候变化中地位的认识更加清晰,因而越来越呼吁给予农业在气候谈判中应有的位置,改变以往应对气候变化中对农业的忽视。2009年4月,各缔约方在德国波恩首次召开《公约》下农业议题专题研讨会,2009年6月的第二次波恩气候谈判会议的谈判文本将农业议题单列一章。哥本哈根大会期间,迫于各种环境非政府组织的压力,农业被写入《哥本哈根协议》文本草案中,虽因多种原因,农业未能出现在最终的《哥本哈根协议》文本中,但是此后的历次谈判会议上,农业议题越来越受到重视[19]。2010年坎昆会议前夕在荷兰海牙召开的“农业,粮食安全和气候变化”国际会议制定了农业应对气候变化的路线图。在坎昆会议上,虽然各方因在《议定书》存续、减排责任划分等关键议题上的分歧使农业在此次会议上未受到进一步的关注,但《坎昆协议》中的不少条文仍对农业应对气候变化做出了规定。

三、农业议题在气候谈判中地位上升的影响

当前正处于构建后京都气候机制的关键阶段,各方围绕着气候谈判的各项议题展开了激烈的讨论与博弈,农业议题地位的提升将对当前的全球气候谈判产生重大而且复杂的影响。

首先,农业纳入气候谈判增加了全球气候谈判的复杂性。气候变化属全球性问题,具有涉及面广的特点,为应对气候变化,各缔约方需进行多方面艰难的协调与合作。根据加拿大国际可持续发展研究所(InternationalInstituteofSustainableDevelopment)20余年来对全球气候谈判的观察,气候谈判涉及的议题越多,协调的难度就越大。与其他行业不同的是,农业作为基础性产业,在人类的生产生活中享有战略性的地位。虽然从经济数据显示,农业在国际经济中的贡献度不断降低,但是这并不真正反映农业在人类社会发展中的实际作用。农业的战略性地位决定了将其纳入到原本已经存在诸多议题的全球气候谈判中,无疑将增加谈判的复杂性。(1)农业的规模决定了在该行业达成减排安排相对复杂。源于农业用地的超大规模,生态系统的差异以及该行业涉及许多农民的利益,任何有关这一行业的应对气候变化安排需进行全面的权衡,在上述多种因素之间实现复杂而微妙的平衡。(2)农业减排的不确定性加剧了谈判的复杂性。在农业减排中,最大的技术难题当属减排的不确定问题以及减排量如何计算的问题。以农业领域的土地使用、土地使用变化和林业(LULUCF)为例,对于如何处理LULUCF与各国减排目标的关系,仍存在很大的争议和技术性难题。同时,如何计算农业生产过程的温室气体排放以及农业碳汇都是国际气候谈判中争议不休的问题,这些都使举步维艰的全球气候谈判进一步复杂化。

其次,农业纳入气候谈判提升了应对气候变化的全面性和有效性。虽然农业领域温室气体排放量不断上升且减排潜力巨大,但在过去很长的一段时间内,农业却被排除在应对全球气候变化的进程之外,使应对气候变化缺乏全面性。不仅如此,鉴于农业温室气体排放的规模,忽视该领域不仅导致农业排放的急剧增加,而且也会抵消其他行业所做出的减排努力,导致“碳泄漏”。而将农业纳入全球气候谈判则能逐步解决这一问题。更为重要的是,农业进入全球气候谈判议程和在其中地位的提升,丰富了人类应对气候变化的方式和提高了应对气候变化的实际效果:(1)农业领域可以实现直接减排。通过调整和改变现有农业的运作模式,不仅能推进农业的发展,而且能够降低农业部门的碳排放强度。以粮食生产为例,借助改变农作物的种植方式和粮食生产链,在确保粮食安全的前提下,与粮食生产相关的排放还能大幅下降。(2)降低与农业相关的其他行业的排放。源于森林砍伐和破坏导致的排放(REDD)是全球温室气体排放的重要增长源,占全球排放总量的20%,超过全球交通运输部门,达到中国和美国2005年的排放水平[20]5。20世纪90年代,源于森林砍伐释放到空气中的碳约为15亿吨,其也是世界第三、四大温室气体排放国――巴西和印度尼西亚的主要排放源[21]1-2。联合国粮农组织估算,1990~2005年间全球森林砍伐面积约为1300万公顷/年,由此导致的排放约为58亿吨二氧化碳当量[22]。而农业对土地的需求是驱动森林砍伐最主要的原因之一,农业纳入全球气候谈判议程无疑将减缓这一趋势。(3)农业也为世界应对气候变化提供了新的能源选择。生物能源是很多国家发展可再生能源极为重要的一部分,被认为是遏制交通运输业温室气体排放增加的有效途径,也是减少柴油等石油产品使用的有益替代能源,而农业种植的能源作物是生物能源生产的主要来源。近年来不少国家出台了大力发展生物能源的计划,譬如欧盟在2005年12月就提出了“生物能源行动计划”的立法建议,计划将欧盟25国供热、电力生产和交通运输中生物能源使用量从2003年的6900万吨标准油提高到2010年的1.85亿吨标准油[23]。这些目标的实现在很大意义上依赖于农业,凸显出农业对于应对气候变化的重要性。

再次,将农业纳入全球气候谈判议程加大了达成国际气候安排的难度。在后京都气候时代,围绕着国际气候机制的构建,各国之间召开了激烈的博弈,“双轨制”的气候谈判原本就艰难和复杂,不仅有2012年后《京都议定书》的存续问题,还有发达国家和发展中国家(特别是主要发展中国家)气候变化责任的划分问题,农业在后京都气候谈判中地位的上升会进一步恶化这一趋势。鉴于农业排放的巨大规模,农业减排和农业碳汇计算中的技术难题和不确定性以及由此可能导致的“碳泄漏”都是缔约方极为关注的问题。不仅如此,农业还是粮食生产的主要来源,耕地占全球面积的40%,水资源消费的70%以及为40%左右的世界人口提供就业机会,这使得在农业领域的任何政策调整都将产生重大影响。此外,由于农业在发展中国家经济中占有较大的份额,《公约》及其《议定书》和2007年达成的“巴厘岛路线图”,要求发展中国家采取的适当国家减排行为(NAMAs)以发达国家“可衡量、可核实和可报告”的资金和技术支持为前提,将农业纳入其中将增加发达国家的责任,这使谈判的困难进一步增加。上述这些都加剧了本已经举步维艰的后京都气候谈判的复杂性,使得在2012年底联合国多哈气候大会上达成后京都气候安排的几率和可能性进一步降低。

四、结论与思考

综上所述,影响农业议题在全球气候谈判中地位变化的主要原因有三:农业领域温室气体排放量的迅速增加,对农业领域减排潜力的新认识以及农业在气候变化中的生态脆弱性;虽然目前对农业议题的关注度仍然和农业在应对气候变化中的重要性不完全相称,但是农业在全球气候谈判中的地位已经大为提升,未来其地位将继续上升;农业已经成为全球气候谈判的正式议题,鉴于它所具有的战略性地位,对目前正在进行且处于关键阶段的后京都气候谈判势将产生重大而深远的影响,并进而影响国际社会应对气候变化的发展方向以及减排机制。

然而需要注意的是,农业尚未成为全球气候谈判的核心议题,其在全球气候谈判中的未来地位及其影响将取决于三大因素:一是气候科学研究的发展,要提升农业在应对气候变化中的地位,首先要解决的是农业应对气候变化中存在的不确定性,而这依赖于气候科学研究的未来发展。二是农业在气候变化面前生态脆弱性的高低。未来气候变化对农业负面影响的大小将是决定农业是否采取适应和减缓气候变化的重要动力之一,也是农业议题在气候谈判中能否进一步受到重视的决定因素。三是全球气候谈判的进展。在当前的气候谈判中,发达国家减排以及工业领域减排是核心议题,只有在解决了关键的谈判议题之后,才有可能关注农业等其他议题。

总之,农业议题在全球气候谈判中的地位正在不断上升,其也对全球气候谈判产生了重大而复杂的影响,然而鉴于一系列不确定因素的存在,农业议题在全球气候谈判中地位的上升及其影响尚有待进一步观察。

参考文献:

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[6]BruceCampbelletal.AgricultureandClimateChange:AScopingReport[R].MeridianInstitute,June2011.

气候变化的影响范文篇4

关键词:气候变化;农业;气象灾害;病虫害;

中图分类号:P46文献标识码:A文章编号:

引言

近十几年来,以气候变暖为主要特征的气候变化已经成为各国政府社会和科学界共同关注的全球性问题。气候变化背景下,极端天气事件趋多趋强,导致气象灾害发生频率、强度和区域分布变得更加复杂。气候变化对农作物生产已经产生了深刻,本文综述国内气候变化对农业生产的影响文献,综合分析气候变化对我国农作物生产的影响。

1农业气象灾害类型

1.1干旱灾害

农业干旱不同于气象干旱和水文气象干旱,气象干旱是由降水和蒸发的收支不平衡造成的异常水分短缺现象。农业干旱是由外界环境因素造成作物体内水分失去平衡,发生水分亏缺,影响作物的正常生长发育,进而导致减产或绝收的现象。农业干旱涉及到土壤、作物、大气和人类对资源利用等多方面因素,而且与社会经济关系密切。中国大部地区旱灾严重,干旱缺水对农业生产所造成的损失比洪涝更为严重,是农业稳定发展和粮食安全的主要制约因素。

1.2洪涝灾害

农业洪涝可分为洪灾、涝灾、湿害,这3种类型的洪涝密不可分。洪涝的形成与降水量、地理位置、土壤结构、植被、以及季节、作物生育期、防洪设施等密切相关。但多数情况下是由于持续性暴雨、特大暴雨造成江河洪水泛滥淹没或冲毁作物,造成减产或绝收。全国大部地区年降水量集中在夏季,年际变化十分明显,洪涝灾害较为频繁,是影响作物产量的重要气象灾害。

1.3热害

气候变暖,高温热害、伏旱将更加严重,目前对中国亚热带农业生产的影响已十分突出,暖温带也有不同程度的类似问题。热害高温胁迫已经限制了作物生产,影响玉米、大豆、高粱、谷子等的种植和产量,水稻、棉花的生长发育也受到强烈抑制。高温是灾害性天气,对农业的危害主要是几个方面:在高温的影响下,农作物的呼吸消耗急剧增加,使净光合积累迅速下降,持续高温下作物会很快衰弱;作物的花器官对高温最为敏感,如水稻盛花期遇高温,花粉粒发育畸形率显著增加,花粉管尖端破裂而失去授精能力,形成秕粒;高温还可使作物的蛋白质凝固变性,或积累有毒物质而直接受伤;高温使处于乳熟期的早稻逼熟,降低千粒重而减产。中稻空壳率和秕谷率随着开花期的平均最高气温的上升而增大,千粒重随着开花期的平均最高温度的上升而减小。另外,高温往往和少雨相伴出现,由于高温少雨,造成土壤失墒严重,极易造成干旱,还有利于某些耐热的作物虫害发生等等。

1.4冷冻灾害

农业冷冻害主要包括低温冷害和冻害,而冻害包括霜冻害和寒潮冻害。低温冷害主要是指作物在生长期间因温度偏低,影响正常生产,或者使作物的生殖生产过程发生障碍,导致减产的农业气象灾害。冻害是在植物越冬期间,在低于0℃的严寒条件下,作物体原生质受到破坏,导致植株受害或死亡的现象。冻害包括霜冻害和寒潮冻害。冻害一般发生时间是秋、冬、春季,冷害发生在春、夏、秋季。由于不同地区作物的种类不同,在某个发育期对温度条件要求的差异,因此,冷害具有明显的地域性,亦有不同的灾害名称,如“倒春寒”、“夏季低温”、“秋季低温”以及“冬季寒害”等。

2气候变化对农业生产的影响

中国农业种植结构的空间分布主要是由自然条件决定的,而其分布的变化除了受经济行为的影响外主要受气候变化影响。气温升高增加了各地的农业热量资源,促进了复种指数增加和农业气候带向北向西推移。气候变暖使各地的潜在生长季有所延长,≥0℃积温有所增加,双季稻种植北缘由原先的28°N推进到31°―32°N地区,稻麦二熟由原先的长江流域推进到华北平原的北缘(40°N);华北地区两年三熟制已改为冬小麦—玉米一年平播两作;我国冬小麦种植北界(长城沿线)与我国20世纪50年代所确定的冬小麦种植北

界(长城沿线)相比,从大连(38°54′N)推移到了抚顺—法库—彰武一线(42°30′N),北移了近4个纬度,这些导致我国复种指数逐年增加,有效地促进了粮食增产,随着热量增加,喜温作物播种面积比例增加。甘肃省因气候变暖使喜热作物棉花和玉米的种植面积迅速扩大,棉花种植海拔高度提高100m,其主产区河西走廊的种植面积比20世纪80年代扩大了7倍,喜温作物玉米、谷子等作物种植面积也有所扩大,复种指数提高。气温增加明显,越冬作物冬小麦、冬油菜西伸北扩,冬小麦的种植海拔高度超越2000m。我国北方干暖化趋势明显,南方洪涝灾害频发,不同地区的种植制度也随之发生变化。甘肃近些年玉米及马铃薯种植面积有所增加,小麦播种面积有所下降,是农民适应干暖气候特点而自觉调整了作物种植比例;甘肃省中部半干旱地区,干旱灾害发生频率非常之高,小麦产量低而不稳,而耐旱作物糜、谷、马铃薯、胡麻、豆类等作物的种植面积迅速扩大。在洪灾胁迫下,地跨湖南和湖北的两湖平原,通过发展早熟早稻品种与迟熟晚稻组合搭配错开洪涝高峰期,部分实现了农业避洪减灾。

3分区域农业病虫害变化

中国幅员辽阔,地跨亚热带、暖温带、寒温带,各地区气候差异显著,种植的主要农作物也相差很大。尽管50a来,全国大部分地区气温均升高了,但各地区降水量的变化却不同,如,华北、西南地区降水减少,松花江、长江、珠江流域,以及西北地区降水却增加了。

因而,分区域探讨气候变化对农业病虫害的影响十分有必要。

将全国各地区气象要素与当地主要农作物病虫害发生面积做相关分析,发现中国西南地区农业病虫害主要受日照时数、降水量与冬季最低温度的影响。中国西南部地区,山区丘陵较多,近40a(1961-2000年)西南大部地区降水增加、湿度增大明显,气温升高,日照时数减少,而四川盆地气温则呈下降趋势。此类地区病虫害发生面积与日照时数呈反比,也就是说日照时间越长越不利于农业病虫害的发展。而冬季降水与病虫害发生面积呈正比,夏季则刚好相反。冬季最低温度越低越不利于病虫源越冬。西南地区气候变化的趋势均有利于农业病虫害的发生发展。

西北地区不同于西南部,近30a(1961-1990年)升温显著,部分地区降水增加,表现出暖湿化趋势。温度与降水是影响该地区农业病虫害发生面积的主要气象因子。降水多、空气湿度大有利于喜湿性病害如小麦条锈病、小麦赤霉病等的发生发展,但对蚜虫、棉铃虫等虫害的扩展蔓延会产生一定的抑制作用。像小麦条锈菌这类好阴凉喜湿,怕干旱高温的病害,冬季气温高有利于其发展而夏季高温则不利于小麦条锈病的发生发展。同时,该地区降水对农业病虫害的影响小于温度的影响。也就是说该地区气候变暖对农业病虫害的影响将更加显著。

4结束语

应对全球气候变化,规避极端气象和气候灾害风险,农业产业结构和种植制度调整将面临一个新的课题。为了充分利用热量资源和保证水分的可持续利用,并需要兼顾考虑气象灾害风险,我们迫切需要对作物配置和种植制度进行重新分析和规划,减少风险,增加效益。

参考文献

气候变化的影响范文

关键词气候变化;农业生产;粮食安全;影响

中图分类号S162.5+3文献标识码A文章编号1007-5739(2011)11-0302-01

全球气候变化主要表现在二氧化碳浓度的升高以及温室效应引起的全球气候变暖,这对农业产生阶段影响。无论是从微观作物生理研究,还是从宏观粮食产量方面,国内外的学者都进行了大量的研究。研究对象主要是粮食作物(水稻、小麦、玉米)以及经济作物;研究区域覆盖了主要的农作物生产基地;研究内容包括农业气候的脆弱性研究、粮食安全、粮食产量等。现对全球气候变化背景下农业气候变化对粮食产生影响的研究进展以及研究成果进行综述。

1气候变化对农作物的影响

气候变化对农作物的影响因区域不同而有所不同。在二氧化碳倍增的情况下,我国北部地区降水增加的可能性比较大,而西北地区并没有因温度升高而变干燥,这有利于西北粮食产量的增加[1]。而周文魁[2]的研究结果表明,在未来二氧化碳倍增条件下,我国主要的花生种植区均表现为不同程度的减产。长江中下游地区在综合考虑气候变化和二氧化碳浓度增加条件下,农作物单季稻、冬小麦、大豆产量等增加,而双季稻区水稻的减产幅度虽有所缓和,但减产趋势不变[3]。陈超等[4]在研究黄淮海平原冬小麦的生产时指出:在二氧化碳倍增的情况下,气候变率的增大会降低小麦的稳产性。未来全国玉米主产区的雨养和灌溉玉米的稳产风险及低产出现的概率将会增大,总产量的年际波动更剧烈[5]。

未来我国农业的可持续发展,由于气候变化,将主要面临以下问题:一是农业生产布局和结构的变动。全球气候变暖一方面将使我国主要作物品种的布局发生变化;另一方面将较大地改变我国作物种植制度。二是增加农业生产的不稳定性,作物产量产生大的波动。在我国一些地区,作物生产和产量受到气候变化的正效应影响,而在另一些地区主要是极端气候事件频率的变化对产量产生的负效应的影响。三是改变农业的生产条件,增加农业成本和投资。气候变化将导致施肥量改变,人们需增加农药和除草剂的施用量。

2气候变化对粮食安全的影响

气候变化导致病虫害危害加剧、粮食产量的不稳定以及质量的降低,从而严重影响粮食安全。有学者利用模型对我国地面温度和降水率在二氧化碳浓度增加1倍时的变化情况进行了模拟[5],其结果表明:一是西北地区夏季增温最明显,为3~5℃,华东、华中、华南与西南地区增温较小,为2~3℃;二是东北地区冬季变暖最明显,为4~6℃,西南和华南地区增温较小,为2~4℃;三是我国中部和北部地区夏季土壤温度增高;四是华北地区冬季降水有可能减少,东北地区夏季降水可能增加。气候变化导致温度带北移,我国东北多年冻土将退至北纬52°以北,将会引起土壤、植被、植物品种分布等的变化和演替,华中及西北干旱区、东南沿海的泥炭地、沼泽会萎缩,西部大部分多年高原岛状冻土将会融化,其他地区沼泽地则会有所发展。由于气候变暖,导致土壤水分蒸发量增加和土壤水分减少,土壤水分减幅达214%~219%。在中纬度地区,由于温度高,蒸发量大,虽然雨量有所增加,但雨季也提前,积雪提前融化,造成夏季干旱加剧。我国北方沙漠化趋势会进一步增加,干旱和半干旱情况将更为严重。在二氧化碳倍增的背景下,气候变化不仅进一步加剧我国北方干旱沙漠化,而且预计会导致热带风暴的频率和强度有所增加,8月海水温度升高,增加了洪涝等极端天气事件的发生[6]。因此,粮食生产的不稳定性在增加。气候变暖与病虫害发生有密切关系,暖冬有利于病虫安全越冬,这使翌年病虫危害提前发生;热量增加促使病虫繁殖加快,危害期延长。温度升高使作物的生育期缩短,有机物的积累减少,从而使农作物的质量下降[7]。

3气候变化对农业影响的研究

3.1农业气候变化脆弱性研究

脆弱性研究一般是通过寻找特定的研究群体或单元(无耕地的农民、农业等),识别研究单元承受多种胁迫造成的负面结果的风险程度,以确定一系列减缓或适应胁迫的措施。农业气候变化脆弱性评估方法主要是定量评估方法,可以归纳为3类,即模型模拟研究、设定指标评价研究和统计函数分析。模型模拟研究是进行农业气候变化脆弱性最常用的方法之一,特别是在定量研究中,主要以作物产量作为最终衡量标准来确定农业系统的气候变化脆弱性程度。主要有计量经济模型、复合模型模拟、综合模型。设定指标评价研究是一种利用指示农业系统状况及其敏感性、适应能力等方面的指标来衡量脆弱性的方法[8]。

农业气候脆弱性研究的主要方法[9],根据评价单元和目标的差异、数据的可利用性以及社会经济情景差异进行研究。脆弱性的研究方法主要包括以下几种:一是实地调查法,当可用资料缺乏时,直接咨询和田间调查相结合的方法是评价农业气候变化脆弱性的最好方法。二是产量分析法。这是一种最直接的方法。三是相似分析法。该方法可分为2种,即空间相似法和时间相似法。前者用来在未来气候变化条件下,预测哪些地区的气候特征与目前某些地区的气候特征相似,从而预先采取一定的适应措施;后者主要是采用(下转第304页)

(上接第302页)

模型进行相似模拟,其得到的数据可以弥补时间序列数据的不足。

3.2气候变化对农业影响的研究

目前,全球气候变化针对农业方面的研究主要集在模型模拟影响和观测试验等2个方面。模型模拟可以分为动态数值模拟(农业评价模式相嵌套和气候模式)和统计分析(建立回归模型)。气候变化对农业影响的模拟研究方面,经常需要同时分析处理多种因子变量和相应的数据来研究气候变化影响作物生长和产量的复杂性,研究气候变化对作物影响模拟的主要方法有2种,即动态数值模拟方法和经验统计分析,这些方法均得以逐步发展。在观测试验方面,研究大气成分变化对农作物形态结构、生理生态及化学组成等方面的影响,其又可分为2种方法,即温室或人工气候室试验和田间试验。气候变化对农业影响的观测试验研究方面,国外开展的研究多采用环境控制试验和田间试验2种方法[10],其中环境控制试验通过人为控制二氧化碳浓度来研究其对作物的影响,一般在野外设立封闭或顶部开放温室中进行。

4结语

国内外在全球变化对粮食的影响研究方面都做了很多研究工作,目的在于研究其对生态系统影响及其响应,并寻找策略,以最大限度地减少气候变化带来的不利影响,从而保证粮食安全;通过预测未来气候可能变化,评估气候变化对农业生态系统的影响,以减少气候变化对农业和粮食造成的影响。这是一项任重而道远的工作,需要不断地努力。

5参考文献

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[3]石春林,金之庆,葛道阔.气候变化对长江中下游平原粮食生产的阶段性影响和适应性对策[J].江苏农业学报,2001(17):1-6.

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[5]熊伟,杨婕,林而达,等.未来不同气候变化情况下我国玉米产量的初步预测[J].地球科学进展,2008(10):1092-1101.

[6]王诤,郑一萍.全球变化对中国粮食安全的影响分析[J].地理研究,2001(7):282-288.

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[8]唐为安,马世铭.全球气候变化背景下农业脆弱性评估方法研究进展[J].安徽农业科学,2010,38(25):13847-13849,13941.

气候变化的影响范文篇6

关键词:气候变化;毛白杨花芽;开放期;影响

中图分类号:P532文献标识码:A

引言

在中国历史气候变化研究中,物候被认为是最可靠的代用指标之一。随着全球气候变暖,植物物候对气候变化的响应研究越来越受到重视,近100a来全球增温现象明显,平均气温上升了(0.74±0.18)℃。据国内外许多关于植物物候对气候变化的响应研究报道:由于气候变暖,很多物候现象出现了明显变化,如春季物候期提前,秋季物候期推迟,植物生长季延长;Sparks等也指出:全球气温升高3.5℃,植物春季开花期就约提前2周;张福春等研究认为,北京地区年平均气温升高1.0℃,春季物候期就提前3.7d。通常,植物物候期对气候变化的响应由于植物种类、种植季节、种植区域的不同而存在差异,对于气候因素来说,气温是影响植物物候的早晚波动的主要气象因子,利用植物物候资料即可判断并预测出温度的变化。本文利用胶州市多年的毛白杨花芽开放期的物候资料及气候资料,根据不同时段的温度、降水、日照时数对毛白杨花芽开放期的影响作出分析探讨。

1资料来源

选用胶州农业气象观测站代表性物种毛白杨1986~2011年的物候期观测资料,分析气候变化对春季物候毛白杨花芽开放期的影响;所用气候数据选自胶州一般国家气象站1986~2011年的地面观测资料。

2胶州毛白杨花芽开放期的变化趋势研究

以当年1月1日为起点将毛白杨花芽开放期进行标准化,计算出按年顺序的累计天数Julian日,即距离1月1日的天数,然后利用毛白杨花芽开放期Julian日与年份进行一元线性回归,回归方程为y=a0+a1x,其中趋势变化率a1称为倾向率,采用经验正交多项式确定系数,代入方程式,即可分析毛白杨花芽开放期的变化趋势。

通过分析可以发现,胶州毛白杨的花芽开放期呈延迟的趋势,其趋势倾向率为0.3863d/a,其中1989~1991年花芽开放期最早,随后自2000年开始呈现明显的延迟趋势。所以,目前胶州地区的毛白杨花芽开放期呈延迟趋势。

3气象因子对胶州毛白杨花芽开放期的影响

经研究表明,植物物候期的变化与一定时间的气象条件密切相关。根据胶州毛白杨花芽开放期的平均日期为3月1日,本文主要研究1986~2011年每年1月1日至3月1日的平均温度、降水量、日照时数的变化对胶州白杨花芽开放期的影响,得出其之间的相关系数。

通过分析发现,胶州的毛白杨花芽开放期与同时段的温度呈显著负相关关系,即温度升高,毛白杨花芽开放期提前;与同时段的降水和日照的关系均未通过0.05的显著性检验,由此可见降水、日照条件对毛白杨花芽开放期的影响相对于温度条件较不明显。

4结论

利用近28a的物候及气候整编资料,对胶州毛白杨花芽开放期进行趋势倾向率统计分析并研究其与同期温度、降水、日照之间的相关性,得出如下结论:

4.1胶州毛白杨花芽开放期,1989~1991年花芽开放期最早,随后自2000年开始到目前呈现明显的延迟趋势,其趋势倾向率为0.3863d/a。

4.2胶州的毛白杨花芽开放期与同时段的温度呈显著负相关关系,即温度升高,毛白杨花芽开放期提前,温度降低,毛白杨花芽开放期延后;而同时段降水和日照对毛白杨花芽开放期的影响不显著。

参考文献

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[2]徐雨晴,陆佩玲,于强.近50年北京树木对气候变化的响应[J].地理研究,2005,24(3):412-420.

[3]祁如英,樊萍.青海小叶杨叶芽开放期变化及其对气候变化的响应[J].气象,2005,31(9):87-89.

气候变化的影响范文1篇7

关键词气候变化;农业气象灾害;影响;防御对策;新疆乌鲁木齐

中图分类号P467;S42文献标识码A文章编号1007-5739(2011)03-0301-02

EffectofClimateChangeonAgrometeorologicalDisastersandCountermeasuresinUrumqi

LIUSheng-mei

(MeteorologicalBureauofUrumqiinXinjiangUygurAutonomousRegion,UrumqiXinjiang830002)

AbstractBasedonUrumqifrom1960to2009observationaldataofstatisticalanalysis,theresultsshowedthattheUrumqiclimatechangedgreatly,mildwinterphenomenonwasclearthattheannualprecipitationshowedascendanttrend,maininfluenceofUrumqiagrometeorologicaldisastershadacorrespondingchange,mainlydisplayedindroughtdisastersincreasing,frost,coldwavedisasterreducing,pestsincreasinglysevere.Countermeasureswereproposedtoachievethedisadvantagesandguaranteethesustainabledevelopmentofagriculture.

Keywordsclimatechange;agrometeorologicaldisasters;influence;countermeasure;UrumqiXinjiang

乌鲁木齐是亚欧大陆的中心,是世界上距海洋最远的城市,属于典型的温带干旱大陆性气候,城东是海拔5400m的博格达峰,城南是雄伟壮丽的天山,复杂的地形、独特的地理位置形成了乌鲁木齐独特的气候[1-2]。

1数据来源与处理

乌鲁木齐市和乌鲁木齐县政府距离50km左右,属同一气候带,乌鲁木齐市的气候资料完全可以反映乌鲁木齐县的气候情况。气候数据来自乌鲁木齐市气象站1960―2009年的观测资料,农业气象灾害资料来自1960―2009年乌鲁木齐县《乌鲁木齐县志》[3]。通过原始数据的统计分析,找出乌鲁木齐的气候变化规律,以及气候变化对灾害的影响。

21960―2009年的气温和降水量变化特征

2.1气温的变化特征

据资料统计乌鲁木齐市年平均气温6.9℃,利用线性回归法对气温进行分析(图1),结果表明:1990―2009年平均气温7.4℃,比前30年升高了1.0℃,2000―2009年平均气温7.8℃,比前40年升高了1.2℃[1]。其中冬季变幅最大,增温明显,夏季变化较小,相对较稳定,对气候变暖贡献最大的是冬季增温。随气候变暖,日平均气温稳定通过0℃的初日、终日分别提前和推迟。积温增多,无霜期延长使农作物得到更多的热量,提高了农作物的复种指数和产量,减少冻害,但暖冬出现也增大了病虫害的越冬存活率。同时气温升高,风力加大,会导致蒸发量加大,随着降水的减少,加剧了土壤水分的供需矛盾。

2.2降水的变化特征

乌鲁木齐市1960―2009年的平均年降水量为265.1mm,1990―2009年平均降水量241.3mm,比前30年增加了66.6mm;2000―2009年平均降水量比前40年增加了54.5mm(图2)。上述分析表明,乌鲁木齐市气候变化中,气候变暖和变湿几乎同步进行。

3乌鲁木齐市主要农业气象灾害

3.1干旱

农业生产离不开水,没有水也就没有农业。长期无降水或降水偏少,不仅空气干燥,土壤缺水,还会导致河水断流、水库缺水甚至干涸。干旱作为灾害的概念,不仅意味着气候干燥,长期少雨甚至无雨,也标志着农田水分供应不足,导致农作物产量下降甚至颗粒无收。乌鲁木齐县1960―2009年,旱年16年,发生频率32.0%,特别是进入2000―2009年,旱年6年,有很多年份春夏秋连旱,2000―2002年3年连旱,这与全球气候变暖有着密切的关系,旱灾不同程度的发生,严重威胁着农业生产和人民生活。例如2006年干旱:乌鲁木齐市区从7月8日至8月16日,连续39d无明显降水,从7月下旬至8月上旬连续19d气温在30℃以上,7月31日最高气温40.6℃,是近30年来的最高值,持续多日晴热少雨,加大了蒸发,使各地不同程度出现了干旱。乌鲁木齐县萨尔达坂乡马家庄村44.67hm2玉米和苜蓿颗粒无收,萨尔达坂村土豆减产30%,大麦减产20%;水西沟镇1200hm2大麦减产12%,山区20%牧草提前进入枯黄期,从5月下旬至8月底31402.2hm2农作物出现不同程度的旱情,其中成灾面积7070.2hm2,直接经济损失600万元;牧草减产1万t,直接经济损失500万元。

3.2霜冻

霜冻分春霜冻和秋霜冻,秋霜冻往往过早来临,春霜冻也常常结束较晚,导致各种不同程度的霜冻灾害发生。秋霜冻主要危害秋粮和秋延晚蔬菜,春霜冻主要危害小麦、春播作物。霜冻对农作物的危害程度巨大,造成不可挽回的经济损失[4]。乌鲁木齐县1960―2009年发生霜冻5次,发生频率10.0%,其中有3次春霜冻,2次秋霜冻。2004年9月28―29日乌鲁木齐县出现降温天气,29日清晨出现霜冻,五一农场1333.33hm2、三坪农场2333.33hm2、头屯河农场133.33hm2的番茄全部冻成了水泡果,直接经济损失960万元。

3.3寒潮

寒潮是高纬度地区的冷空气在特定天气形势下迅速加强南下,造成当地大范围的剧烈降温和大风雪天气,使降温幅度达到一定强度标准时,就称为寒潮[5]。寒潮危害性很大,春、秋、冬3个季节均有可能发生,而春秋两季是农牧业生产的重要季节,春季出现的寒潮可给喜温作物和大田蔬菜幼苗造成危害;秋季出现的寒潮又使霜冻较早来临,使秋延晚作物产量降低、品质下降,给农业生产造成较大的经济损失。1960―2009年乌鲁木齐县发生寒潮9次。1997年4月21―24日寒潮天气,乌鲁木齐县各乡草莓、蔬菜等受害面积逾400hm2。三坪农场合计793.4hm2油葵、玉米绝收,番茄、棉花合计33.33hm2受冻;头屯河农场葡萄、果树、草莓、蔬菜全部绝收,直接经济损失640万元。

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3.4病虫害

随气温的升高,乌鲁木齐县的病虫害也日趋严重,每年发生的病虫害灾情不容忽视。究其原因,一是冬暖,虫卵越冬基数大,存活率高;二是随风速的加大,有助于小型害虫,如蚜虫、红蜘蛛和病菌的传播,扩大发生面积[6]。乌鲁木齐县从1960―2009年,病虫害发生12次,发生频率24.0%,其中发生8次蝗虫灾害,2次蔬菜病害,2次动物疫情。1980年,乌鲁木齐县约22.47万hm2草场(含农田)发生蝗虫,21.47万hm2草场受灾。1981年,乌鲁木齐县蚜虫受灾面积7.33万hm2,重灾4.67万hm2。1989年5月达坂城东沟乡、王家庄等地蝗虫发生面积1000hm2,严重发生面积266.67hm2,蚕豆蚜虫发生面积200hm2,严重发生面积20hm2。1989年7月水西沟乡部分油菜和小麦被蝗虫啃噬的只剩下光秆,颗粒无收,造成绝产。1995年乌鲁木齐县森林病虫害3320hm2,其中虫害3253.33hm2。1997年,由于春季气温高、干旱,进入5月之后,南郊板房沟、水西沟、托里牧场及东山区芦草沟乡相继发生了严重的蝗虫灾害,发生面积达1.67万hm2以上。1998年5月以后,乌鲁木齐县发生1.33万hm2蝗虫灾害。2002年,乌鲁木齐县发生1.33万hm2病虫害,主要是黄瓜霜霉病、茄子黄萎病、番茄及辣椒疫病、棉花棉铃蚜虫、美洲斑潜蝇等,蝗虫发生面积8000hm2。2006年,受4―5月降水偏多的影响,乌鲁木齐县萨尔达坂乡萨尔达坂村200.1hm2的油菜发生叶甲虫病,吞噬66.7hm2的草场。

4农业防灾减灾对策

科学调整种植制度,减缓气候变化对农业的不利影响;加强农田水利建设,搞好排水灌溉沟渠的配套,做到旱能浇、涝能排,建设旱涝保丰收的稳定高产田;分析未来光、热、水资源的重新分配和农业气象灾害的新格局,改进作物品种分布;改良土壤,测土配方施肥,选择优良品种,增加作物自身抗灾能力;积极做好人工影响天气工作,人为地减轻气象灾害;在农业生产中,尽量采用生物方法防治病虫害,通过对污染的治理和减少化学农药的使用,改善生态环境,恢复动植物资源,形成绿色食品基地,走可持续发展之路;强化气象服务,提高预报准确率,健全气象灾害预防体系。

5参考文献

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[2]刘盛梅.1951―2009年乌鲁木齐气候变化特征分析[J].现代农业科技,2010(23):291-293.

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[5]张家宝.短期天气预报指导手册[M].乌鲁木齐:新疆人民出版社,1986.

[6]刘明春,蒋菊芳,魏育国,等.气候变暖对甘肃武威主要病虫害发生趋势的影响[J].安徽农业科学,2009,37(20):9522-9525.

气候变化的影响范文1篇8

关键字:气候因子;光合作用速率;半干旱地区

1.引言

为了积极应对和主动适应气候变化对西北半干旱地区农作物生长规律的影响。现阶段急切地需要了解西北地区气候尤其是农业气候变化因子的基本特征,在现有的基础上探索农业气候变化因子对西北地区农业生产力的影响规律,并从中探索出农作物改进种植技术措施,减轻气候变化引发的当地自然灾害程度,这对于当地农业生产活动具有比较重要的意义。

2.材料与方法

文中运用了中国气象局定西干旱气象与生态环境试验基地在2013年某日在不同浓度因子变化条件下对当地农作物小麦的光合作用速率的测量值,利用单因素分组的多个总体均数的比较(单因素方差分析)和杜奇(Tucky)W检验来计算在那种模拟条件下农作物的适宜生长条件。

2.1单因素方差分析和杜奇(Tucky)W检验公式分别为

2.1.1SS总=ijXij2-ijXij2imi

SS组间=ijXij2mj-ijxij2imi

F=MS组间MS组内=SS组间f组间SS组内f组内

式中个物理量;SS总表示中的差异,SS组间表示A因素各水平间的差异,SS组内代表处理内部的水平间差异,F代表统计量,f代表自由度。

2.2在试验农作物生长季节时间内,以某一天内相同变化因子如光照强度,大气中不同的浓度不同的条件下进行光合作用速率的测定,在生长期开始阶段用LI-6400XT便携式光合作用测量系统测定光合速率,根据测量数值的结果进行相关性分析与(极)显著性检验,检验哪种气候变化因子情况下发生了显著性的差异,并找出发生显著性差异的因素。

3.检验过程

3.1建立假设和确定检验水准(a=0.05)

H0;环境中四个不同的浓度下小麦光合作用速率相同;即===

H1;环境中四个不同的浓度下小麦光合作用不同或不全相同

3.2数据收集及整理表

某日相同的光照强度不同浓度小麦的净光合作用速率(umolco2/mol)

浓度(umolco2/mol)389.74487.31718.28802.64

7.0210.79.8.486.48

7.258.796.265.36

7.619.308.236.24

7.099.069.188.43

6.798.119.499.36

6.81.10.97.836.97

7.5611.97.347.54

8.8410.86.756.88

7.119.717.666.74

66.0889.2771.2264.03290.6

999936

7.349.927.917.11---

487.82897.44572.59466.852424.7

3.3进行离差平方和自由度的计算,并列方差分析表确选P值和作出推断结论

方差分析表

变异来源SSfMSFF0.05F0.01

组间变异43.97314.6613.452.90*4.46**

组内变异34.94321.09

总变异78.9135

*代表显著差异

**代表极显著差异

对浓度变化因素进行检验,以第一自由度3,第二自由度32查F界值表的F>,拒绝原假设H0,接受H1,可认为四个不同浓度净光合作用速率均有极显著的差别。

3.4进行多重比较,对浓度因素做检验

3.4.1建立假设

H0;任意两个对比的浓度间小麦光合作用速率相等

H1;任意两个对比的浓度间小麦光合作用速率不等

3.4.2列出多重比较表

水平802.64389.74718.28487.31

7.117.347.919.92

487.319.922.81*2.58*2.01*

718.287.910.800.57

389.747.340.23

802.647.11

用两两比较看出,在四种不同浓度下。浓度为718.28和802.64,718.28和389.74,389.74和802.64之间的小麦光合作用速率值没有显著差异,而487.31和802.64,487.31和389.74,487.31和718.28之间均有显著差异。

4.结论与建议

(1)通过以上的分析检验,大气环境中的变化因子浓度的最佳种植模式实在现有的基础上增加浓度100umolco2/mol即大气中浓度在500umolco2/mol左右对当地区农作物的生产率有所提高,而且浓度的变化影响尤为显著。

(2)通过对西北半干旱地区农作物的净光合作用速率分析,环境的浓度变化影响农作物的生长发育速率,但是从另一方面反应出来温室效应等对农作物的影响不容小视,所以必须通过试验反馈出气候变化对农作物的影响,而且这种影响是长期的,其研究意义深远。

参考文献:

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气候变化的影响范文篇9

关键词:气候变化;中国农业;生产;影响

全球变暖成为当前气候变化中最为重要的影响因素,对自然、经济以及人类生活产生了重要的影响。尤其是对农业生产的影响更为严重,气候变化对农业生产的影响不仅关系到全球粮食生产以及粮食供应的安全,同时还会对农产品的品质以及食物的安全性造成威胁。因此,为了缓解粮食供应的危机,促进农业的可持续发展,确保农业生产能够满足日益增长的食物供应需求,首先应该对气候变化进行全面研究和分析。

一、气候变化对作物生长的影响分析

对我国农作物的生长发育造成重要影响的是温度的变化,一般情况下,温度的高低决定了农作物生长发育时间的长短。当温度升高时,农作物生育期就会缩短。

例如,就水稻的生长而言,平均气温升高1摄氏度时,水稻的生育期就会缩短7.6天,尤其是对一季稻和早稻的生育期影响更为严重。但是对于不同熟性的水稻品种有着完全不同的影响。据有关调查显示,近年来,广东地区的水稻生育期积温增加,早稻发育期有不同程度的提前,晚稻发育期也有着不同程度的推迟,无论是早稻还是晚稻,他们的全生育期均逐渐缩短。

此外,气候变暖对冬小麦生育前期的影响较大,对冬小麦生育后期的影响相对较小。使得冬小麦的春季发育期普遍提前,尤其是拔节期的提前最为明显,抽穗以后生育期提前的程度较少,冬季生育期以及全生育期明显缩短。有关生态学模式模拟冬小麦生长发育的状况表明,在土壤水分没有亏缺的情况下,黄淮海地区的秋冬季温度升高,小麦从播种期到开花期的时间逐渐缩短,开放期到成熟期的时间延长,就播种期到小麦的成熟期持续日数也不断缩短。总之,气候变化会使得农作物的生育期缩短,并且对作物生育前期的影响通常大于对其生育后期的影响。

二、气候变化对作物产量的影响分析

气候变化对作物的影响最终表现在产量上,全球气候变化的正负效应分布不均匀。对于纬度相对较高的地区而言,气候变暖对这些地区的农作物会产生有利的影响,也会使得耕地的土地面积增加,国内生产值也会随之增长;对于低纬度地区而言,气候变化就会减少水分,导致农业和林业的生产力降低,使得商品生产受到影响。气候变化对中纬度地区的影响都是混合的,这些地区的农作物受到的影响会随着气候变化情景的改变而改变。在未来气候情景下,当温度升高时,农作物的生长就会加快,生育期也会逐渐缩短。就水稻而言,品种不同的水稻产量也会有不同程度的下降,早稻的平均减产幅度小于中稻和晚稻。气候变暖的情况下,小麦发育速度会加快,生育期间也会缩短,春小麦和冬小麦相比较,春小麦的生育日数缩短比例大于冬小麦,春小麦的减产幅度也大于冬小麦,无论是哪一种小麦,灌溉条件下水分充足时不会出现较大的减产,雨养条件下减产幅度略大。此外,气候变化对不同区域作物的产量影响也是不同的,随着降水量的增加,长江中下游地区以及华北地区雨养冬小麦就会呈现出增产的趋势,而西北地区以及东北地区的春小麦以及西南地区的冬小麦就会呈现出减产趋势。

对于气候变化对农作物产量的影响问题,可以通过二氧化碳的肥效作用来改善这种情况。气候变化会导致我国玉米的单产普遍降低,总体产量也会呈现下降的趋势。通过二氧化碳的肥效作用可以很好的缓解这种现状,尤其是将就雨养玉米来说,会有更加明显的效果。

三、气候变化对农作物品种布局的影响分析

在气候变暖的情况下,为了改变r作物的产量现状,以获得更高的生产效益,人们往往通过改变作物的种植结构以及更换高产品种来增加产量。当气候变暖时,不考虑二氧化碳浓度上升对作物生长的影响时,东北地区的春玉米不同品种的成熟程度不同,一般呈现从北界向北移动的程度,在一些敏感的区域内,中晚熟品种往往会替代早熟品种,从而延长玉米的生育期。增加干物质累积量,就会提升东北三省的春玉米产量。冬小麦的品种有冬性品种、强冬性品种以及弱冬性品种三种,其中,强冬性品种种植北界从西北向东北北移的趋势比较明显,冬性品种种植北界在华北向北移动比较明显,而弱冬性品种种植在安徽、江苏以及山东交界处的变化更为明显。东北地区的玉米品种熟性不同时,可以种植在北界并且向北移动,向东扩充。小兴安岭可以种植一些极早熟玉米品种,长白山等地可以种植一些早熟的玉米品种,而三江平原地区就可以种植一些中熟或是晚熟的玉米品种。

就目前我国农作物的总体布局状况来看,华北地区之前推广的强冬性小麦品种逐渐会被半冬性的冬小麦品种所取代,而南方地区的水稻品种大多都是耐高温的品种。我国福建省的平均气温在原来的基础上升高了0.5摄氏度,水稻的熟性品种种植高度也有提高50米,相当于维度向北移动了0.25度。受到气候变化的影响,我国河南省冬小麦品种的更新特征是营养生长期不断缩短,小麦的生殖生长期逐渐延长,总体上也使得小麦的产量逐渐增加。因此,在气候变化的情况下,对于喜温和晚熟的小麦品种种植非常有利,在一定程度上也使得农作物的产量逐渐增加。

四、气候变化对农作物种植制度的影响分析

种植制度主要是指一个地区甚至是作物种植的结构、种植方式以及配置的总体情况。作物的种植制度通常是根据一个地区作物生产和资源条件而制定的,同时还兼顾地区的经济发展和生态管理状况,通过一系列方式最终达到预期年度生产的目标。气候资源以及外界的变化都会对农作物的种植制度产生影响,从而确保作物生产目标的实现。随着气候的变化,中国热量的时空分布格局逐渐被改变,作物的种植结构和种植制度受到严重的影响,主要对作物种植界限和品种布局的影响最为突出。因此,农作物种植制度的制定需要从气候学的角度进行科学的论证,才可以减小气候变化对作物生产产生的各种影响。

五、结语

气候变化对农作物的影响涉及到多方面的内容,同时也涉及到很多的地区,不同地区的气候变化对作物的影响也会不同,因此,对于气候变化的预测需要根据实际地区的状况进行综合分析,建立适应气候变化的农业示范基地,以农业生态系统的理论为依据,对农业生态系统进行全面评价,并且针对不同的地区,吸收传统农业精细化生产以及多生态模式生产的特征,进来优质、安全的现代农业示范基地,充分发挥不同地区的优势,加强预测气候变化对农业影响的情况,从而达到因地制宜,全面推动农业持续发展的目的。

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气候变化的影响范文篇10

关键词气候变化;不确定性;厚尾分布;预防原则;模糊厌恶

中图分类号F205文献标识码A文章编号1002-2104(2012)11-0013-06doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2012.11.003

斯特恩曾指出,传统模型使用的边际方法并不适用于分析气候变化问题,因为未来的气候路径和气候系统反馈都存在巨大的不确定性,同时传统模型使用较高的市场贴现率低估了气候变化可能带来的损失[1]。但《斯特恩报告》所使用的模型依然依赖于传统的瘦尾分布假设和模型设定,虽然报告得到的结果表明气候变化带来的损失可能要远高于其他模型预测的结果,但这一结果严重依赖于主观设定的低贴现率[2]。因此,斯特恩只是指出了问题,但并没有提出具体的解决办法,而且报告中人为设定低贴现率的方法也广受批评[3]。

继《斯特恩报告》之后,以哈佛大学的马丁·魏茨曼(MartinWeitzman)为代表的经济学家最近提出,气候变化具有高度的结构性不确定性,温升分布应服从厚尾分布,而西方主流经济学家模拟气候变化所采用的传统的成本收益方法(即联合评估模型,以下简称模型)都是建立在瘦尾分布(如正态分布)的基础上,因而大大低估了气候灾难发生的可能性及其严重程度。魏茨曼据此对传统的建模思路提出了批评,提出需要根据厚尾分布修正气候敏感系数、效用函数和损失函数;他在理论上提出了“悲观定理”,将其扩展到具有一般性的灾难经济分析,深化了预防原则,并针对气候变化提出了“气候灾难保险”和“恐惧因素”的概念。魏茨曼的一系列新观点引起了学术界的广泛争论,并激发了一大批后续的研究。

1气候敏感性的厚尾分布

1.1结构性不确定性与厚尾分布的定义

就不确定性的程度而言,可以分为风险、不确定性。风险是指结果未知、但结果的概率分布已知的随机性。而我们常说的不确定性指的是奈特式不确定性,即不仅结果未知,而且结果的概率分布也是未知的。而不确定性又分两种:值不确定(valueuncertainties)和结构性不确定(structuraluncertainties)。值不确定来自于特定取值或结果决定过程中的不完全性,例如数据不准确或对象并不完全具备代表性等;而结构性不确定则来自对特定取值或结果控制过程的不完全理解。气候敏感性的分布就是典型的结构性不确定性。

在概率论中,通常以峰度(kurtosis)来描述分布的尾部肥瘦情况。对随机变量{Xt},其分布的峰度为E[(Xt-μ)4],其中μ为均值。瘦尾分布的峰度很小甚至为零(如正态分布),而厚尾分布(fattaileddistribution)的峰度则相对较大(如t分布、帕累托分布)。瘦尾分布的概率呈指数型下降,因而下降的很快;而厚尾分布的概率呈多项式下降,因而下降的更慢。以经济学上最常用的帕累托分布为例,其概率密度函数为P=kX-(1+α),其中α是决定帕累托分布厚尾程度的参数,α越小,尾部越厚。典型的瘦尾分布常常会低估小概率事件所带来的风险。而气候变化导致的高温升很可能就是典型的小概率事件。

1.2气候敏感性及其厚尾分布

平衡的气候敏感性(EquilibriumClimateSensitivity,ECS,以下简称气候敏感性)用于衡量气候系统对持续性辐射强迫的响应,其定义是CO2浓度加倍后出现的平衡的全球平均地表变暖[4]。对气候敏感性的预测存在很大的不确定性[5]。当前科学家对其概率分布的预测结果表明,气候敏感性的分布是服从厚尾分布的。气候敏感性厚尾分布的两个主要特征是:一是温升幅度比瘦尾分布的要大,例如高于4.5℃,甚至高于10℃的可能性都是存在的;二是高温升的概率要比瘦尾分布的要大,接近或突破气候临界值点(tippingpoint)或气候系统阈值的可能性比瘦尾分布要更高。

传统的气候经济评估模型可能低估了气候敏感性的范围及其可能性。例如,IPCC总结了22项科学研究的结果,发现气候敏感性最可能的值为3℃,有66%的可能性落在2℃-4.5℃之间,小于10%的可能性会低于1.5℃,而高于45℃的可能性在5%-17%之间[4]。而最近的一些科学研究表明,气候敏感性存在厚尾分布。例如,Zickfeld等最近对14位气候科学家的调查结果表明,多数专家认为高于45℃的可能性大于17%[6]。Stainforth等发现气候敏感性的幅度范围要更大,从2℃-11℃,而且更偏向高温升的厚尾部分;IPCC及其引用的文献都很可能低估了气候敏感性的范围[7]。Valdes也指出,目前IPCC所用的模式并不具备模拟气候突变的能力[8]。

虽然当前科学家对气候敏感性厚尾的程度意见不一,但是均认可其厚尾分布的属性。这些厚尾分布的显著特征是,高气候敏感性(如4.5℃-10℃)的概率比瘦尾分布要高的多,而且无法排除非常高的气候敏感性(如>10℃)和未来高温室气体浓度的情景(如>700ppm)。而这种厚尾分布足以颠覆传统经济评估模型的结论,因为在气候政策决策中,人类的风险厌恶和不确定厌恶(模糊厌恶)会起到重要的作用,人们会出于预防原则对高温升(和气候灾难)这种小概率、大影响赋予更高的权重,从而使得厚尾事件主导整个决策结果。这就是气候变化中“悲观定理”的含义所在[9]。

1.3气候敏感性厚尾分布的科学基础

最新的科学证据表明,自工业革命以来的温室气体浓度水平不仅是近80万年来前所未有的,而且近期浓度上升的速度之快更是令人担忧。最近一次温升高于目前5℃-10℃,还要追溯到距今约34-55万年前的始新世。虽然温升每隔约10万年会有一个波动周期,但以往波动的幅度相比工业革命后的升幅,显得非常小[10]。

Hansen,Zeebe等和Pagani等科学家指出,目前的模型都只包括了气候系统的“快反馈敏感性”,而气候系统可能存在“慢反馈均衡”(即地球系统敏感性)[11-13]。事实上,温室气体的快速上升可能导致海洋底储存的大量甲烷或者永久冻土区、沼泽地所封存的温室气体释放到大气中,从而引发更快的浓度和温度上升。这种慢反馈均衡出现的概率很小且未知,或许需要数个世纪才会出现,但绝对不是零,它是导致气候敏感性厚尾分布的重要物理基础。Hansen等指出传统的气候敏感性只包括了快反馈,结果表明温室气体浓度翻倍温升只有3℃左右;但如果包括慢反馈,那么气候敏感均衡可能会达到6℃;而且他们认为需要将目前的CO2浓度从385ppm降到350ppm,否则一旦超过425(±75)ppm,将可能引发不可逆的气候灾难[11]。Pagani等指出,包括非CO2温室气体、植被、灰尘/气溶胶、冰盖、海洋环流、海洋生产力、风化等反馈过程,针对上新世暖气(5.3-2.6MaBP)CO2加倍的地球系统敏感性达到

7℃-10℃[13]。

气候敏感性的厚尾分布,即高温升,可能带来加速的反馈并造成非常严重的后果(气候灾难),而对这种小概率、大影响事件的考虑在人们的决策过程中起着非常大的作用。然而,传统模型中却并未考虑这种可能性。传统联合评估模型由于采用瘦尾分布,因此在估计未来可能的高温室气体浓度和高温升情景时,显著地低估了这种气候灾难的可能性以及损害程度(见表1)。Tol对13项基于瘦尾分布的联合评估模型的调研表明,这些模型所使用的温

升都在1℃-3℃之间,温升造成的GDP损失均值在-48%-2.5%之间[14]。这些结果显然与上述最新的科学证据相左。因此,Weitzman的一系列研究正是基于气候敏感性的厚尾分布,以试图纠正传统模型的各种设定偏误。

2厚尾分布对传统经济评估模型的挑战

2.1传统成本收益方法中对不确定性的处理

联合评估模型对气候变化的经济评估一般包括五步:①对未来的温室气体(或二氧化碳等价CO2e)的照常排放情景以及各种可能的减排情景进行预测,得出未来的温室气体浓度;②由温室气体浓度变化得到未来全球或区域的平均温升;③对温升造成的GDP和消费损失进行估算;④对各种减缓温室气体的投资或成本进行估算;⑤根据对社会的效用和纯时间偏好的假设,可以对当前减排带来的消费水平的下降与由减排带来的未来的消费增加进行贴现和比较[16]。

上述每一步都涉及大量的不确定性。例如,未来温室气体的排放情景和未来的气候政策会如何?温室气体排放流量是如何通过碳循环转化为浓度存量的?又是如何转化为全球平均温升的?又是如何分解为各个区域的温升和气候变化的?减缓和适应又是如何转化为效用变化的?各区域的效用变化又是如何加成和贴现的?[9]

需要说明的是,气候变化经济评估的逻辑链条很长,而每一步都蕴藏着大量的不确定性,气候敏感性只是诸多不确定性中的一个,但它又是决定性的一个;它对于模型中效用函数和损失函数的设定、以及风险厌恶和纯时间偏好率等多种不确定性都具有决定性的影响[15]。

2.2悲观定理

Weitzman根据气候灾难的厚尾分布,提出“悲观定理”(DismalTheorem)。这一定理证明,温升的厚尾分布

将导致未来经济增长率存在不确定性,当经济增长率方差未知时,随机贴现因子的无条件和条件期望值都趋近于无穷大

[17]。

这一定理的含义很直观,即当气候变化造成未来消费的不确定性时,人们在面临消费的巨大损失(甚至死亡)的时候,即便这种可能性非常小,但只要这种事件服从厚尾分布,那么人们就会愿意牺牲当前的很大一部分(甚至接近全部)的消费以避免这种小概率、大影响事件发生。人们的这种心理,往往是出于预防原则(precautionaryprinciple)[18],而预防原则又来自于人们对气候灾难的“恐惧心理”(fearfactor)[15]或模糊厌恶(ambiguityaversion)[19]。应用到气候变化上,当前的减排行动就可以看做是人们为了避免出现灾难性的气候变化而愿意减少的等价消费(或者说是支付意愿),这就是为何Weitzman将当前的减排投资形容为“气候灾难保险”的原因[15]。

悲观定理实质上是一种极端情况,采用的一些假设也招致了各种批评。例如,Nordhaus对悲剧理论的假设条件及其政策含义进行了批评。Nordhaus认为,悲观定理成立要满足三个条件:很强的风险厌恶(η较大);高温升的可能性足够大(尾部足够厚,即α足够小),二者综合起来,即需要满足η>α+1;社会无法通过学习或采取矫正行动以降低最后灾难发生的可能性。Nordhaus认为,现在看来,气候变化很可能并不满足这些必要条件,尤其是第三点,因为气候变化是一个渐进的过程,人们可以通过学习,在技术进步中逐步加强减排行动。此外,Nordhaus批评Weitzman推导的悲观定理中采用了一些很强的假设,例如气候敏感性作为最主要的不确定参数,并没有给定上限;而且高温升带来的消费损失和边际效用也没有设定上限[20-21]。Arrow进一步证明,当且仅当储蓄率s=1时,气候灾难才成立,而这并不符合现实[22]。在这些设定下,根据悲观定理推导出的一些结论:气候灾难可能导致接近于零的消费,从而导致无穷大的负效用;人类只要面临任何可能的小概率事件,都需要花费几乎所有当前的资源用来预防。这些结论都是极不现实的,而且由于过强的假设,悲观定理也几乎没有任何实际的政策意义。但Weitzman坚持认为这些批评并不能改变悲观定理的基本结论[23]。可以预见,这一争论仍将持续。

2.3效用函数与损失函数的设定

2.3.1效用函数

传统气候联合评估模型中的效用函数都是乘式可分的(multiplicativelyseperable),而Weitzman认为加式可分的(additivelyseperable)效用函数能更准确地反映高温升的厚尾分布带来的效用损失,因为在低概率、大影响的高温升情景下,加式效用函数的损失要比乘式的更大,更能反映出生物多样性、健康等非物质财富的不可替代性,因而更符合气候敏感性厚尾分布的现实[24-25]。例如,Sterner等认为传统的模型没有纳入环境的相对价格和价值,因此低估了气候变化带来的损失。他们通过采用常替代弹性(CES)的效用函数,在效用函数中纳入环境价值,得出与Weitzman近似的加式效用函数。在这一效用函数下,温升导致的效用损失也大大高于传统的结果[26]。基于这两点,Weitzman认为在气候变化模型中,使用加式效用函数能够更好地反映高温升的情景[24]。

2.3.2损失函数

标准的联合评估模型的损失函数使用的是嵌套效用函数,将消费损失作为温升的二次多项式;而且温升分布使用的是正态分布。这些设定都严重地低估了高温升发

生的可能性及其可能的危害程度。因此,Weitzman建议使用“活跃型”(reactiveform)的损失函数,认为这种函数能

更好地模拟未来的高温升和大的消费增长率波动的情景,因而更适合用来评估厚尾分布下的气候损失[25]。

综上所述,如果考虑气候变化高温升的厚尾分布,并改变传统模型中对效用函数和损失函数的设定,那么这些看似很小的改变,却能很大程度上改变了传统模型中的结论[27]。Weitzman根据帕累托分布,将温升的厚尾分布设定为:超过4.5℃的可能性为15%,超过7℃的可能性为5%,超过10℃的可能性约为1%[9]。结果表明,在传统的二次型损失函数下,即便是非常高的温升,消费损失的下降也非常缓慢(见表2),这与人们的直觉和科学证据都是

相违背的。相比之下,活跃型损失函数则可能更为符合未来气候变化的“实际”情况。

2.4预防原则

Weitzman证明,当总体分布的尾部肥瘦下降程度存在不确定性时,就会导致厚尾,表明极端的小概率事件发生的可能性比人们预想的可能更高,这无形之中放大了灾难的可能性及其损害程度。因此在决策时,人们总是更多地倾向于避免极端灾难事件,愿意付出更大的当前消费用于投资以减缓灾难发生的可能性。这就是所谓的“预防原则”(precautionaryprinciple)[18]。而人们为避免未来出现灾难性的高温升而愿意减少的当前那部分消费,即当前的减排投资,就相当于是气候灾难保险[15]。

预防原则的逻辑如下:当某个灾难发生的概率密度函数(PDF)的范围已知,但其具体形式未知,这一概率密度函数分布的尾部下降速度为随机变量。一个贝叶斯决策者面临着多种可能的概率分布,每个概率分布具有不同的尾部下降速率。一个初步的结论是,尾部的极端事件发生概率下降的速度越是不确定(即方差越大),贝叶斯加总的后验-预测概率密度函数的尾部就越厚。通俗来讲,即如果你知道可能出现糟糕的结果,那么事实结果可能比你所想的更糟糕。因此,对于决策者来说,一个有效的决策意味着必须假定处于厚尾部分的小概率事件会出现,并以预防原则作为应对的原则。

2.5不确定厌恶(模糊厌恶)

最近西方学者将“模糊厌恶”(ambiguityaversion)应用于气候变化经济分析和政策决策之中。模糊厌恶指的是即便是在可能的最坏情景中,决策者要实现与完全信息条件下的收益至少一样好的倾向。模糊厌恶条件下,决策者往往面临着更少的信息:决策者不仅面临着结果的不确定性,而且还面临着其概率分布的不确定性。模糊厌恶比风险厌恶的程度更深,人们往往对最坏的结果更为恐惧。

气候变化政策决策中存在这种典型的模糊厌恶。由于当前人们对未来温升的程度、概率及其可能的影响都知之甚少,但是一旦发生气候灾难使得人类可能遭受巨大的损失甚至灭顶之灾时(尽管从当前看这种气候灾难的可能性很小,而且即便发生也是在遥远的未来),因此全球在形成公共决策时,对这种最坏情景的恐惧便占据主导因素。为了预防出现最坏的情形(出于预防原则),人们会倾向于现在开始减少排放。这便是模糊厌恶在气候变化政策决策中的具体表现[28]。

Millner等证明,当预期效用为严格凹,且预期效用序列与边际预期效用(即效用对减排的一阶导)为反协单调(anticomonotonic)时(即当预期效用增加时,边际预期效用减小),以及其他条件下,模糊厌恶程度越高,那么最优减排水平会越高。因为此时模糊厌恶的上升将促使人们当前更多减排,从而避免了未来消费水平的大幅波动[19]。

人们可以将这一原则应用到具体的减排政策决策上。当消费水平比较低的时候(例如当代人的消费),如果气候敏感性的分布可能造成未来消费水平大幅降低(对应低的预期效用和高边际预期效用,即此时二者为反协单调关系),那么收益最大化的结果将是当前采取减排行动。这也是预防原则的本质所在:当决策者对未来更加不确定时,那么当前采取行动避免未来最坏的结果,将是最优的。这也是为何《斯特恩报告》和IPCC主张当前减排的根本原因所在。相反,如果预期效用和边际预期效用为协单调时,当前的消费水平低,减排带来的边际效用也很低,那么决策者会赋予当前低消费更高的权重,从而导致当前不采取减排。这就是Nordhaus等人主张缓行战略的根本所在。

3厚尾分布的经济影响与政策含义

传统的模型都是假设气候敏感性服从标准正态分布的,等于间接“否决”了高温升情景,从而低估了高温升的厚尾事件可能发生的概率,进而导致整体上低估了气候变化可能带来的损失。Tol对13项基于瘦尾分布的联合评估模型模拟结果的研究表明,这些模型模拟的温升幅度都在1℃-3℃之间,造成的GDP损失平均在-4.8%-2.5%之间[14]。但如果考虑厚尾分布,那么将会是另外一幅情景。

那么厚尾分布对结果的影响程度究竟又如何呢?气候厚尾分布的经济影响主要取决于两个参数:气候敏感性(用T表示)和损失函数的曲率(即厚尾分布概率密度函数的幂,用α表示)。简言之,厚尾分布对最终结果的影响,取决于厚尾分布以多快的速度下降以及损失以多快的速度上升。而模型模拟的结果表明,这两个参数对结果影响非常大。学者们的实证研究结论颠覆了Nordhaus等人所提倡的采取渐进式减排行动的“气候政策斜坡”建议[29]。

Dietz利用《斯特恩报告》中所使用的PAGE模型对厚尾分布进行了研究。他将《斯特恩报告》中这两个参数的瘦尾分布与厚尾分布对模型结果的影响进行了对比。他得到的结论是,气候灾难厚尾分布假设下,可能带来的损失大大高于瘦尾分布假设下的损失;同时,气候灾难的预期福利损失对(气候损失占当年消费水平的)上限值的设定非常敏感;即便是在厚尾分布中,只要气候灾难发生的概率不是很高,那么贴现率中的纯时间偏好和风险厌恶这两个参数依然会起重要的作用[25-26,29-30]。Ackerman等利用诺德豪斯的DICE模型对这两个参数进行了蒙特卡洛模拟,得到了几乎同样的结果:同时改变两个参数,DICE得到的最优政策将是立即减排[31]。Pindyck对这些条件进行了调整,给边际效用施加的约束为生命价值;并对比了两种分布:正态分布和帕累托分布。Pindyck认为温升的分布是厚尾还是瘦尾并不是至关重要的,因为改变瘦尾的参数设定同样可以得出与厚尾分布一样(甚至更高)的损失结果;更重要的是这些参数的设定(厚尾程度α、纯时间偏好δ、风险厌恶η等)[16]。

4小结

Weitzman评论《斯特恩报告》“基于错误的理由(即人为设定低社会贴现率),而得出了正确的结论(即立即大幅减缓)”。而正确的理由应该是考虑气候敏感性的厚尾分布,人们对气候灾难的不确定厌恶(或模糊厌恶),以及气候变化公共决策所应遵循的预防性原则[28,31-32]。Weitzman从厚尾分布角度出发,从而验证和间接支持了《斯特恩报告》中立即大幅度进行减排的结论,并以此批判了诺德豪斯为代表的“缓行战略”和“气候政策斜坡”的政策建议。

不确定性是气候变化经济学研究的一个重点,也是一个难点。可以毫不夸张地说,魏茨曼的研究为不确定性条件下气候变化的公共决策研究开辟了一条新的道路,引领了气候变化经济学研究的方向,并将对当前和未来气候变化的经济分析和政策决策产生重大的影响。

致谢:中央编译局谢来辉博士后对本文给予批评和修改意见,特此感谢!

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ClimateChangeUncertainties,theEconomicImpactandPolicyImplications

LIUChangyi1PANJiahua2

(1.GraduateSchoolofChineseAcademyofSocialSciences,Beijing102488,China;2.InstituteofUrbanandEnvironmentalStudies,ChineseAcademyofSocialSciences,Beijing100732,China)

Abstract

气候变化的影响范文篇11

1.1资料和方法

选取环县国家基本站1957—2012年的气温、降水量、日照、物候、灾害等资料,采用气候趋势系数[13]、气候倾向率[14]、累积距平、YAMAMOTO检验法[15],计算突变前后的信燥比,检验气候突变点,分析环县55年来气候变化情况及对退耕还林还草的影响。

1.2气温的变化分析

从图1情况分析可见,环县逐年平均气温呈波动上升趋势,从表1可见20世纪60年代平均气温最低,50年代后期为次低,70年代后期至80年代前期变化基本平稳,80年代中期至90年代前期又为一较冷时期,气温变化剧烈,90年代后期到现在为一较暖时期,温度距平均为正值。年平均最低气温为6.5℃,出现在1967年,为有气象记录以来最低的;2006年平均气温为10.9℃,为有气象记录以来最高的,最高与最低相差高达4.4℃。用最小二乘法计算变化趋势系数,年平均气温的倾向率为0.43℃/10a,显著高于全国气温增温率0.22℃/10a,趋势系数0.78。从表2可见,环县四季中都有明显的升温趋势,春、夏、秋季的升温贡献都很大;环县年平均最高、最低气温都有上升的趋势,但最高气温对升温的贡献明显大于最低气温,气温日较差增大。通过累积距平分析(图2),平均气温在1987年存在偏冷向偏暖的突变,通过YAMAMOTO检验。见,突变前后年平均气温上升1.2℃,冬季平均气温上升1.3℃。

1.3降水变化分析

从环县年降水量变化曲线(图3)可见,与全国的平均年降水量呈减少趋势一致,环县的55年来降水量总体呈逐渐减少的趋势,倾向率为-15.4mm/10a。从表4可见,环县的年降水量出现两高两低,20世纪60年代是最多雨期,80年代是次多雨期,70、90年代是相对少雨期,60年代与90年代相差122.9mm,进入2010年后降水量略有回升。从季节变化趋势来看,冬、春两季的降水倾向率变化很小,分别为0.42mm/10a、0.67mm/10a,降水量的增加趋势不明显;夏、秋两季的降水都是减少的,秋季降水减少最多,倾向率为-13.9mm/10a,全年的降水减少主要是秋季引起的。从图4可见,日降水量≥0.1mm年平均降雨日数为83天,其中春季雨日占全年的24%左右,夏季占39%,秋季27%,冬季仅占10%;计算的年降水日数的气候倾向率为-4.75d/10a,降水日数大约每10年减少5天,大于年降水量减少程度,间接增大了降水强度,有利于局部大涝的形成。

2气候变化对环县退耕还林还草的影响分析

2.1对退耕还林还草有利的影响

2.1.1热量资源增加

环县有明显的大陆性季风气候特征:冬寒长,夏热短,春暖迟,秋凉早,对树木草类生长影响最大的是无霜期和冬季低温。随着气候变暖,1987年突变前与突变后年平均气温上升1.2℃,>0℃林木生长平均时间为255天,无霜期延长5天,≥0℃活动积温3456.9~4000.6℃,≥10℃活动积温2573.5~3466.2℃,热量资源增加,引起生长期相应延长,可以保证树木、草类生长。变暖后最冷月(1月)平均气温-3.8℃,上升1.3℃,极端最低气温-25.1℃,树木草类受冻害危害减轻,大部分树木、草类可安全越冬。最热月平均气温为21.5℃,极端最高气温38.6℃,高温对树木草类生长危害不大。最高气温对升温的贡献明显大于最低气温,造成气温日较差大,平均日较差为13.0℃,最大日较差为28.7℃,利于林木草类生长。

2.1.2光能资源充分

环县地处北温带,日照长,太阳辐射强。随气候变化,降水量减小,降水日数减少,全年光照时数增加,年日照百分率为58%~62%,日照总时数为2596.2~2766.4h,全年太阳总辐射为6095MJ/m2,与同纬度的兰州、青岛等地比较,环县为日照时间较长,总辐射较高的地方之一。目前环县大部分地区光能利用率只有0.13%,水肥较好的地方,光能利用率也只有0.77%,可见退耕还林还草提高光能利用率大有可为。

2.1.3山区降水资源充沛

随气候变暖,环县年总降水量呈减少趋势,其中冬、春季有少量增加,夏、秋两季的降水都是减少的,秋季降水减少最多。降水时空分布不均,由东南向西北逐渐递减;降水年际变化大,最少年272.5mm,最多年812.9mm;降水季节分布不均,高度集中在7—9月,占全年降水的60%以上,且该时段降水强度较大,多形成地表径流,利用率低;春秋季节降水较少,冬雪特少。但环县土地资源丰富,全县土地总面积9236hm2,其中70%以上为山地,按年平均降水量350mm计算,山区年降水量2.26亿m3,是一个巨大的水资源库[16],加以合理利用,可以满足林木生长对水的需求。

2.2对退耕还林还草不利的影响

2.2.1干旱加剧

环县为内陆干旱气候区,地表水匮乏,地下水位深,自然降水少且时空分布不均,局地性明显,使干旱出现范围广,影响面宽。环县50年来年平均气温增幅达0.43℃/10a,高于全国平均增幅(0.22℃/10a),年总降水量呈减少趋势,倾向率为-15.4mm/10a,加剧了干旱化程度,年大旱的概率增加5%。环县干旱主要分春旱、春末初夏旱、伏旱、秋旱;环县春季降水少、风沙大土壤水分损失严重,出现春旱的几率高达62%,直接影响植树造林工作的开展和新植林木的成活,伏期(7月中旬到8月中旬)是林木蒸腾耗水最大时期,此期环县一般降水较多,但降水强度较大,利用率低,出现伏旱的机率为40%,影响林木的生长和林区蓄墒。干旱成为当地退耕还林,植树种草的最主要气象灾害,水分不足是环县植树造林的最大限制因子。

2.2.2暴雨冰雹增多

年降水量不多,且主要集中在汛期,多以阵雨形式下降,大—暴雨是全年降水的主要成分。50年来总降水量呈减少趋势,倾向率为-15.4mm/10a,年降水日数的气候倾向率为-4.75d/10a,增大了降水强度,更有利于局地大涝的形成,夏季异常降水极端气候事件出现频率增加,使大涝概率由7%增至10%。大—暴雨引起山洪暴发,造成水土流失严重,加重林区干旱程度,使树木根系露出土面,破坏林草生长。冰雹也是环县活动频繁的一种气象灾害,平均每年都有2~3天,最严重的70年代平均每年11次,其中1977年达19次。冰雹对林木、花果造成机械砸伤,并常伴大雨出现,危害更大。

2.2.3霜冻危害加重

霜冻对树木危害主要指早、晚霜冻。晚霜冻指出现在4月后的霜冻,早霜冻指出现在10月前的霜冻,环县晚霜冻出现在5月份的频率达63%,出现在6月份的频率也有25%,早霜冻出现在10月前的频率有42%,早、晚霜冻不但缩短林草生长期,还可以造成林草受冻死亡。气候变暖造成生长期延长,根据环县农气站1986到2012年物候观测资料分析,树木春季萌动提早2~5天,秋季落叶晚3~4天,早、晚霜冻危害加重。2.2.4大风增多环县地处毛乌素大沙漠南缘,四季风沙较大,气候变暖,进一步加剧大风的危害,全年8级以上大风达13~38天,平均为18天,最多达85天,环县素有“一年一场风,从春刮到冬”之说。大风造成土壤风蚀,肥力下降,跑墒快,林草的幼苗易发生风抽死亡,并造成林木机械损伤,危害较大。

3环县退耕还林还草应对措施

3.1发展水利工程,整地蓄水保墒,以水养林

水分不足是环县造林的主要限制因子,环县地下水和地表水资源极为贫乏,应高度重视环县山区丰富的雨水资源,大力发展“121”雨水集蓄等水利工程。山坡平缓地带修水平梯田,陡峭地段修反坡梯田或鱼鳞坑,疏松土壤,加厚土层,改善土壤理化性质,增强土壤蓄水保墒保肥能力。在径流线上,发展各种雨水积蓄工程,挖蓄水坑,修筑涝坝等拦截雨水,把雨季多余的水积蓄起来,即可防止水土流失也可在干旱时灌溉,以水养林,可大大提高造林的成活率和经济效益。

3.2合理调整造林布局

环县属黄土高原半干旱地区,植树造林应走防护林和经济林相结合,乔、灌、草相结合的路子,根据气候学方法估算,甘肃黄土高原区乔木林年蒸散耗水量大约350~540mm,环县降水基本可以满足乔木和灌木成活和生长对水分的需求;但从梁峁上现有的侧柏、油松、杨树、榆树、山杏等乔木和柠条、沙棘、沙大王、苜蓿、毛条、柳等灌木长势看,乔木生长10多年后,树高一般仅2~3m,树木直径不超过5~10cm,而且近几年生长量极小,有的已成为“小老头树”,而灌木长势基本良好;这些情况表明年降水量400mm左右的环县梁峁上,水分条件不能保证乔木良好成材,经济效益不大,梁峁上应种植草类和灌木,阴坡上可种植少量稀疏的乔木,重点建设好防护林和生态林;河谷山川区应植乔木、灌木和一些经济林木,重点建设好用材林和经济林。

3.3选择造林方式,掌握造林适宜期

造林分为植苗造林和直播造林2种方式。一般草类、灌木可利用雨季(5—9月)进行直播造林,提高在荒山、荒坡、荒沟等地的造林面积;乔木宜选用植苗造林方式,以提高存活率。造林适宜期应根据各季节的温度、日照、降水及土壤墒情确定,造林时期一般为春季、雨季或秋季。环县雨季气温较高,日照强烈,苗木水分蒸腾快,容易造成苗木脱水、风干,降低造林成活率。环县秋季一般土壤水分较充足,但气温、地温较高,早载植虽有利于根系愈合,但带叶的苗木容易失水和出现根腐烂降低成活率,过晚载植,天气已冷,苗木根系容易受冻,造林难以成活。环县春季土壤返浆期是土壤墒情最好的时期,这时苗木已由休眠状态复苏,开始萌生新根,移栽后能较好的吸收土壤水分,根系从土壤中吸收的水分,能与苗木地上部分的蒸腾失水维持平衡,有利于苗木成活,因此环县应在春季土壤返浆期苗木根系开始萌发时造林较适宜。

3.4选用适宜树种草种,提高成活率

选用树种时应选抗旱性和抗寒性较强的树种,防止早晚霜冻的影响。采用侧柏、油松、杨树、山杏、沙棘、毛条等本土树种和紫花苜蓿、沙大王等本土草种[17],根系发达,抗旱性较强,不但能利用较深层次的水分,也能起到防止水土流失,成功把握性大;引进树种必须经过较长时间气候条件的试验观察,其环境适应性和生长表现确优于当地树种才能推广载植。

3.5选用几种抗旱造林方法

3.5.1看墒造林土壤墒情好坏,直接影响造林成活率的高低。环县多为沙壤土,沙壤土土壤重量含水率在10%~12%以上时,一般不灌水或少灌水可达到较高的成活率。土壤墒情较差的情况下,灌水有利于缓苗,生根和稳定成活。3.5.2借墒造林在干旱又无灌溉条件的地方,可在造林地附近的山洼、坡脚、沟底土层深厚处,取掉上层干土,取其下层湿土运往造林地,在载植坑内将一些湿土增培于苗木根部踩实,然后复上一层松土,增加了坑土底墒,容易踩实,以利缓苗,可提高林木成活率。3.5.3接墒造林在土层较厚而上层土壤干旱的地方,先取掉土层干土,到下层墒情好处刨坑,刨坑时湿土放开,在坑内植苗时再将湿土回埋到苗木根部,两次埋土、踩实、再覆一层土。3.5.4开沟造林干旱的山坡采用开沟造林,可以拦蓄雨雪和杂草枯落物,减少日光照射和旱风吹袭,增加土壤水分,减少苗木蒸腾失水和土壤跑墒,有利于苗木成活。3.5.5采用化学药剂造林用ABT生根粉处理根、增温保墒剂喷洒穴面、蒸腾抑制挤处理叶面等技术,可增强土壤保墒能力,大大减少水分蒸发,增高地温,保持体内水分平衡,促进苗木生长,提高成活率。3.5.6多株造林在一个植株穴内载植多株苗木,增加苗木的成活机率。干旱季节和干旱山地采用此法造林,虽成本较高,但可以大大提高造林成活率。3.5.7覆盖造林遮挡法,在植穴阳光照射的一方,竖立起遮蔽体,遮挡阳光直射,减少苗木水分蒸腾,可以起到缓苗作用,有利于其成活。据环县林业站研究,苗木新载植后,采用草类,石块、地膜、黑网防晒膜等进行覆盖,成活率提高25%以上。

4结论

气候变化的影响范文

气候作为人类赖以生存的自然环境的一个重要组成部分,它的任何变化都会对自然生态系统以及社会经济系统产生影响。全球气候变化的影响将是全方位的、多尺度的和多层次的,既包括正面影响,同时也包括负面效应。

但目前它的负面影响更受关注,因为不利影响可能会危及人类社会未来的生存与发展。研究表明,气候变化会给人类带来难以估量的损失,适应气候变化会花费不小的代价。

气候变化对自然生态系统已造成并将继续产生明显影响

观测表明,全球气候变暖对全球许多地区的自然生态系统已经产生了影响,如海平面升高、冰川退缩、冻土融化、河(湖)封冻期缩短、中高纬生长季节延长、动植物分布范围向南、北极区和高海拔区延伸、某些动植物数量减少、一些植物开花期提前,等等。自然生态系统由于适应能力有限,容易受到严重的、甚至不可恢复的破坏。正面临这种危险的系统包括:冰川、珊瑚礁岛、红树林、热带林、极地和高山生态系统、草原湿地、残余天然草地和海岸带生态系统等。随着气候变化频率和幅度的增加,遭受破坏的自然生态系统在数目上会有所增加,其地理范围也将增加。

自然生态系统按其生长环境可分成陆生与水生两大类生态系统。前者又可按其植被类型分成森林、草原、荒漠等生态系统,也可按地形划分高山、盆地、海岸带等生态系统。后者可分成海洋和淡水两类生态系统,其中淡水又分静水(湖泊、池塘、水库、湿地与河口湾)生态系统与流水(江、河、溪流)生态系统。下面选取冰川、湖泊、江河、海岸带、植被(森林、草原)和农业等对气候变化较为敏感的生态系统为例,介绍全球气候变暖对自然生态系统影响的观测事实和未来可能的演变趋势。

自然植被的地理分布与物种组成可能发生明显变化

气候是决定生物群落分布的主要因素,全球生物群落的分布型与全球年平均气温和年降水量有很好的对应关系。自然植被分布的变化最能体现气候变化的影响。距今6000年前左右的全新世大暖期的鼎盛阶段,我国植被带明显偏北。现今西北地区的草原与荒漠区,在全新世曾是广阔的温带森林和森林草原,各种草原动物也非常丰富。但随着全球气温的波动式下降,同时受第四纪冰期气候波动和青藏高原及其周边山地隆升的影响,我国自然环境出现了明显的区域差异,生物多样性也随之发生了显著变化。

气候变化对生物多样性的影响,取决于气候变化后物种相互作用的变化,以及物种迁移后与环境之间的适应性平衡。在移动过程中,生态系统并不是作为一个一个单元整体迁移的,它将产生一个新的生态结构系统,生物物种构成及其优势物种都将会变化。这种变化的结果可能会滞后于气候变化几年、几十年,甚至几百年。植被模拟研究显示,气候变化时,某些物种由于不能适应新环境而面临灭绝的危险,也可能出现新的物种体系。

全球变暖将对我国植被的水平及垂直分布、面积、结构及生产力等产生很大影响。气候变化将改变植被的组成、结构及生物量,使森林分布格局发生变化,生物多样性减少等等。

小冰期后期以来的变化

天山乌鲁木齐河源1号冰川(地面立体摄影)

2002年3月27日,内蒙古中部地区迎来今春第一场区域性、大范围连续降雨,一些地区出现雨加雪天气。这次降水覆盖内蒙古鄂尔多斯市、包头市、呼和浩特市、乌兰察布盟等地,并向自治区中东部锡林郭勒盟、赤峰市等地移动。内蒙古中东部地区已连续3年大旱,给当地群众生产生活造成巨大损失。这次降雨将遏制内蒙古中东部地区的扬沙、沙尘暴天气的形成,并在一定程度上缓解春旱。在内蒙古乌兰察布盟四子王旗曹家洼村,一群绵羊冒着雨雪赶路。

冰川、冻土和积雪可能减少

高山生态系统对气候变化非常敏感,冰川将随着气候变化而改变其规模。由于全球变暖,一些冰川出现了减少和退缩现象。如非洲乞里马扎罗山的冰川面积在1912~2000年间减少了81%。1889年它完全由冰雪围绕,今天只剩下15%由冰雪围绕,且主要由季节性冰雪覆盖。

我国乌鲁木齐河源1号冰川,自小冰期后期以来,一直处于后退状态。1962年至1980年,冰川退缩了80米;1980年至1992年,冰川又退缩了60米。据1959年开始观测以来所积累的资料,该冰川的物质平衡亏损20世纪60年代平均为-53毫米/年,20世纪80年代增到-346毫米/年,1990~1991年间更增至-706毫米/年。1959~1986年累积负平衡达6130000立方米,相当于冰川减薄3.25米。在乌鲁木齐河流域,1964年航测地形图上共量算到的冰川面积为48.2平方公里,1992年再次航测冰川面积已减至40.9平方公里,减少15.1%。

据资料推算,我国西北各山系冰川面积自“小冰期”以来减少了24.7%,达7000平方公里左右。

随着全球进一步增暖,山地冰川将继续后退萎缩。根据小冰期以来冰川退缩的规律和未来夏季气温和降水量变化的预测,估计到2050年我国西部冰川面积将减少27.2%,折合冰量约16184km3。其中,海洋性冰川减少最显著,为52.5%,6925km3;亚极地型冰川次之,为24.4%,6631km3;极地型冰川最少,为13.8%,2629km3。三类冰川的冰川物质平衡每年亏损值分别高达-1318毫米、-900毫米和-623毫米,冰川平衡线高度将分别上升238米、168米和138米。未来50年西部地区冰川融水总量将处于增加状态,天山北麓与河西走廊最大融水径流预计出现在21世纪初期,其年增长量为几百万到千万立方米不等;柴达木及青藏高原的内陆河流域冰川融水高峰预计出现在2030~2050年,年增长约20%~30%;塔里木盆地周围高山冰川2050年前径流增加量可达25%左右。

我国西北各山系“小冰期”冰川与现有冰川比较(单位:平方公里)

山系“小冰期”盛时冰川面积(平方公里)现有冰川面积(平方公里)面积变化(平方公里)百分比(%)

阿尔泰山449293-156-53.2

天山122489196-3052-33.2

帕米尔28822206-676-30.6

喀喇昆仑山66305925-705-11.9

昆仑山98358735-1100-12.6

祁连山32881972-1316-66.7

总计3533228328-7004-24.7

随着全球进一步增暖,冻土面积继续缩小。未来50年,青藏高原多年冻土空间分布格局将发生较大变化,80%~90%的岛状冻土发生退化,季节融化深度增加,形成融化夹层和深埋藏冻土;表层冻土面积减少10%~15%,冻土下界抬升150~250m,亚稳定及稳定冻土温度将升高0.5~0.7℃。

随着全球进一步增暖,高山季节性积雪持续时间将缩短,春季大范围积雪提前消失,积雪量将较大幅度减少,积雪年际变率显著增大。到2050年,冬季气温将升高1~2℃,随着降雪量缓慢增加,青藏高原和新疆、内蒙古稳定积雪区积雪深度将分别以2.3%和0.2%的速度缓慢增加。同时,雪深年振幅将显著增大,大雪年和枯雪年的出现更为频繁。到2100年大范围积雪将可能于3月份提前消失,春旱加剧,融雪对河川径流的调节作用将大大减小。

气候变化可能是导致湖泊水位下降和面积萎缩的主要因素之一

湖泊作为降水和有效降水的历史和现代记录,更能反映气候变化的空间变化和区域特征。以我国青海湖为例,气候变化可能是导致其水位下降和湖面萎缩的因素之一。青海湖水位在15~19世纪的近500年间尽管存在较大的升降波动,但出现明显的直线式下降趋势却是在近百年,特别是20世纪20年代以来,仅在1908~1986年间就下降了约11米,湖面缩小了676平方公里。有实测记录以来,1957~1986年间下降了2~3米,湖面缩小了264平方公里。

50年代至80年代我国西北主要湖泊面积变化(单位:平方公里)

湖名50年代统计60年代地形图量算70年代卫星照片量算80年代统计

艾比湖1070823522500

博斯腾湖996980930864

布伦托海835790770765

玛纳斯湖550590

塞里木湖454454457457

巴里坤湖1401148890

艾丁湖124230

青海湖45684304

另外,我国西北各大湖泊,除天山西段赛里木湖外,水量平衡均处于入不敷出的负平衡状态,自20世纪50年代以来,湖泊均向萎缩方向发展,有的甚至干涸消亡。

有关研究表明,在未来气候增暖而河川径流量变化不大的情况下,平原湖泊由于水体蒸发加剧,入湖河流的来水量不可能增长,将会加快萎缩、含盐量增长,并逐渐转化为盐湖,对湖泊水资源的开发利用不利;高山、高原湖泊中,少数依赖冰川融水补给的小湖(如帕米尔高原的一些湖泊),可能先因冰川融水增加而扩大,后因冰川缩小后融水减少而缩小;地处山间盆地以降水、河川径流或降水与冰川融水混合补给的大湖,其变化趋势引人注目,如青海湖长期处于较大的负平衡状况,湖水位呈下降趋势。如未来温度继续升高,湖区水面蒸发和陆面蒸散均会有所增加,若多年平均降水量仅增加10%,仍不足以抑制湖面的继续萎缩,仅趋势减缓,如降水增加20%或更多,湖泊来水量会增加,湖泊会扩大,水面上升,湖水淡化,有利于湖泊渔业和湖周地区生态与环境的改善。这样的机遇有可能在下世纪某个时间出现。

海平面升高将影响海岸带和海洋生态系统

1900年以来,全球变暖引起的全球海平面上升了10~20厘米。这将会严重影响珊瑚礁、珊瑚岛、礁岛、盐沼以及红树林等海岸带生态系统和海洋生物资源,进而影响海岸带环境和经济。

沿海主要验潮站的实测资料显示,我国海平面近50年呈明显上升趋势,上升的平均速率为每年2.6毫米,近几年上升速率加快。据专家预测,我国未来海平面还将继续上升。这将使许多海岸区遭受洪水泛滥的机会增大、遭受风暴影响的程度和严重性加大,这将会引起海岸滩涂湿地、红树林和珊湖礁等生态群丧失,海岸侵蚀,海水入侵沿海地下淡水层,沿海土地盐渍化等,从而造成海岸、河口、海湾自然生态环境的失衡,给海岸带生态环境系统带来灾难。同时,也将对社会经济产生严重的影响,因为我国海岸线漫长,沿海低洼地区约占整个海岸线地区的30%。约有70%以上的大城市,一半以上的人口和近60%的国民经济,集中在东部经济带和沿海地区。

一些极端天气气候事件可能增加

目前对气候变暖后极端天气、气候事件可能出现的变化了解甚少。现有的研究指出,与全球变暖关系密切的一些极端事件,如厄尔尼诺、干旱、洪水、热浪、雪崩和风暴、沙尘暴、森林火灾等,其发生频率和强度可能会增加。由这些极端事件引起的后果也会加剧。如干旱发生频率和强度的增加,将加重草地土壤侵蚀,因而将增大荒漠化或沙漠化的趋势。

综上所述,全球变暖可能对自然生态系统造成的影响是全方位、多层次的,许多是不利的,甚至是不可逆的。

气候变化对国民经济的影响可能以负面为主

气候作为一种重要的自然资源,同时作为自然环境的重要组成部分,从两个不同的方面在社会经济系统中发挥作用。气候变化会程度不同地影响到全球各地区社会经济的方方面面,如主要农作物及畜牧业的生产、主要江河流域的水资源供给、沿海经济开发区的发展、人类居住环境与人类健康以及能源需求等。人类社会系统对气候变化的敏感性和脆弱性,随其地理位置、时间、社会经济发展水平和环境条件而变化。

我国农业生产将面临产量波动增大、布局与结构调整、成本与投资增加等问题

农业可能是对气候变化反应最为敏感的部门之一。气候是农业生产的重要环境,更是不可缺少的主要物质资源之一。气候变化也对种植业、畜牧业和水产业的生产环境、布局和结构产生影响。

试验研究表明,气候变化对作物产量的影响取决于诸多因素。这些因素包括:作物品种及培育、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。现有关于不同气候变化情景下未来(2022年,2050年和2080年)全球三大作物(小麦、玉米和水稻)产量变化的研究结果表明,大部分发展中国家的作物产量将减少,北半球发达国家的产量将增加。由于气候变化影响存在的这种区域差异性,发展中国家所面临的问题将更为严峻。以亚洲为例,目前亚洲地区谷物进口量随着人口的增加,已从1961年的2000多万吨,增长到1998年的8000多万吨。在未来气候变化情景下,亚洲粮食供应与需求将面临更大的压力。

我国是农业大国,气候变化将使我国未来农业生产面临以下三个突出问题:

农业生产的不稳定性增加,产量波动大

气候变化对我国作物生产和产量的影响,在一些地区是正效应,在另一些地区是负效应。对产量的影响可能主要来自于极端气候事件频率的变化,而不是平均气候状况的变化。

研究表明:气候变暖后,灌溉和雨养春小麦的产量将分别减少17.7%和31.4%。气候变暖后,不考虑水分的影响,早稻、晚稻、单季稻世界秘书网版权所有,均呈现出不同幅度的减产,其中早稻减产幅度较小(-3.7%),晚稻和单季稻减产幅度较大(-10.5%)。气候变暖后,我国玉米总产量平均减产3%~6%,其中春玉米平均减产2%~7%,夏玉米减产5%~7%;灌溉玉米减产2%~6%,无灌溉玉米减产7%左右。

总之,大气中二氧化碳浓度倍增时,温度升高、作物发育速度加快和生育期缩短是作物产量下降的主要原因。据估算,到2030年,我国种植业产量在总体上因全球变暖可能会减少5%~10%左右,其中小麦、水稻和玉米三大作物均以减产为主。但气候变暖对不同地区和不同种类作物的产量影响不同,我国水稻、小麦以及玉米品种多,品种间差异也很大,因此要有意识地调整农业种植制度、选育抗逆性强的品种和选择适当的生产措施等,使之适应气候变化。如果能够对不利影响及时采取应对措施的话,未来30~50年(2022~2050年)的气候变化还不会对全球乃至中国的粮食安全、重要基础设施和自然资源产生重大影响。

农业生产布局和结构将出现变动

气候变化对我国农业影响的研究表明,年平均温度增加1℃时,大于10℃积温的持续日数全国平均可延长15天左右,冬小麦的安全种植北界将由目前的长城一线北移到沈阳——张家口——包头——乌鲁木齐——线。气候变暖还将使我国作物种植制度发生较大的变化。据计算,到2050年,气候变暖将使三熟制的北界北移500千米之多,从长江流域移至黄河流域;而两熟制地区将北移至目前一熟制地区的中部,一熟制地区的面积将减少23.1%。

气候变暖后,我国主要作物品种的布局也将发生变化。华北目前推广的冬小麦品种(强冬性),因冬季无法经历足够的寒冷期而不能满足春化作用对低温的要求,将不得不被其它类型的冬小麦品种(如半冬性)所取代。比较耐高温的水稻品种将在南方占主导地位,而且还将逐渐向北方稻区发展。东北地区玉米的早熟品种逐渐被中、晚熟品种取代。

气候变暖后,蒸发相应加大,如果降水量不明显增加,将会使我国农牧交错带南扩,东北与内蒙古相接地区农牧交错带的界限将南移70公里左右,华北北部农牧交错带的界限将南移150公里左右,西北部农牧交错带界线将南移20公里左右。农牧过渡带的南移虽然可增加草原的面积,但由于农牧过渡带是潜在的沙漠化地区,新的过渡带地区如不加保护,也有可能变成沙漠化地区。

农业生产条件改变,农业成本和投资大幅度增加

气候变暖后,土壤有机质的微生物分解将加快,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增加,在一定程度上补偿了土壤有机质的减少,但土壤一旦受旱,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,施肥量的增加意味着投入的增加。

气候变暖后,农药的施用量将增大。随着气候变暖,作物生长季延长,昆虫在春、夏、秋三季繁衍的代数将增加,而冬温较高也有利于幼虫安全越冬。温度高还为各种杂草的生长提供了优越的条件。因此,气候变暖可能会加剧病虫害的流行和杂草蔓延。另外,气候变暖后各种病虫出现的范围也可能扩大向高纬地区延伸,目前局限在热带的病原和寄生组织将会蔓延到亚热带甚至温带地区。所有这些都意味着,气候变暖后可能不得不增加施用农药和除草剂,而这将增大农业生产成本。

气候变暖将导致地表径流、旱涝灾害频率和一些地区的水质等发生变化,

特别是水资源供需矛盾将更为突出

水资源对全球变暖的响应问题,是事关人类生存与发展的大问题。全球变暖会影响整个水循环过程,可能使蒸发加大,可能改变区域降水量和降水分布格局,增加降水极端异常事件的发生,导致洪涝、干旱灾害的频次和强度增加,以及使地表径流发生变化。主要表现在以下方面:

地表径流将发生变化

对于全球变暖后地表径流的变化,现在比较一致的预测是:到2050年,全球年平均径流变化将表现为高纬和东南亚地区径流增加,中亚、地中海地区、南非、澳大利亚减少的趋势。对我国而言,七大流域天然年径流量整体上呈减少趋势。其中,长江及其以南地区年径流量变幅较小;淮河及其以北地区变幅最大,以辽河流域增幅最大,黄河上游次之,松花江最小。全球变暖后,我国各流域年平均蒸发将增大,其中黄河及内陆河地区的蒸发量将可能增大15%左右。

台湾缺水:2002年4月24日,在中国台北县附近的一座水库,一名当地男子在几近干涸的水库库区察看情况。台湾持续的干旱少雨使得当局被迫决定在夏季关闭游泳池以节省用水,必要时还要实施配给供水。

水资源的供需状况将出现变化

随着径流减少,蒸发增大,全球变暖将加剧水资源的不稳定性与供需矛盾。尽管由气候变化引起的缺水量小于人口增长及经济发展引起的缺水量,但在干旱年份气候变化引起的缺水量将大大加剧我国华北、西北等地区的缺水形势,并对这些地区的社会经济发展产生严重的影响,全球变暖对农业灌溉用水的影响远远大于对工业用水和生活用水的影响,尤其是在降水减少和蒸发增加的地区。预计,2010~2030年西部地区缺水量约为200亿立方米,2050年将缺水100亿立方米。而且西部地区由于缺乏供水工程等水利设施,水资源系统对气候变化的脆弱性较大。

旱涝灾害出现的频率将发生变化

全球变暖可能增强全球水文循环,使全球平均降水量趋于增加,但降水变率可能随着平均降水量的增加而发生变化,蒸发量也会因全球平均温度增加而增大,这可能意味着未来旱涝等灾害的出现频率会增加。

一些地区的水质将出现变化

全球变暖后,一些地区由于蒸发量加大,河水流量趋于减少,可能会加重河流原有的污染程度,特别是在枯水季节。同时,河水温度的上升,也会促进河流里污染物沉积、废弃物分解,进而使水质下降。当然,年平均流量明显增加的河流,水质可能会有所好转。

对气候变化敏感的传染性疾病传播范围可能增加,危害人类健康

众所周知,许多通过昆虫、食物和水传播的传染性疾病,如疟疾等,对气候变化非常敏感。全球变暖后,疟疾和登革热的传播范围将增加,这两种通过昆虫传播的疾病将殃及世界人口的40%~50%。而且,气候变化可通过各种渠道对发病产生影响,危害人类健康,其中包括对人体直接影响,对病毒、细菌、寄生虫、敏感原的影响,对各种传染媒介和宿主的影响,对人的精神、人体免疫力和疾病抵抗力的影响等等。

人们因气候变化而产生不适应的感觉,也会助长某些疾病的蔓延,使病情加重,甚至导致死亡。据研究,气温变化与死亡率有密切关系,在美国、德国等国的城市,当有热浪袭击时总体死亡率呈上升趋势。全球变暖后,高温热浪将随之增加,这将引起与热有关的疾病和死亡增加。

全球变暖对人类健康造成的不利影响对贫穷地区的人口将是最大的。

气候变化将影响人类居住环境

大量研究表明,气候变化将从下述三个方面对人居环境产生影响,一是气候变化后,资源生产、商品及服务市场的需求产生了变化,使支持居住的经济条件受到了影响;二是气候变化对能源输送系统、建筑物、城市设施以及工农业、旅游业、建筑业等特定产业的一些直接影响,转而对人居环境产生了影响;三是气候变化后,因极端天气事件增加以及对人体健康的影响,使得居住人口迁移。

人类居住地尤其是河边和海岸带居民受气候变化最普遍、最直接的威胁是洪涝和滑坡。人类居住环境目前正遭遇包括水和能源短缺、垃圾处理和交通等环境问题,这些问题可能因高温、多雨而加剧。

低海拔海岸区的城镇化快速发展,正在迅速地增加那里的人口居住密度,使得人为财富(城市)处于海岸气候极端事件的威胁之中。

面临气候变化时,居民收入大部分来源于受气候支配的初级资源产业,如农业、林业和渔业的经济单一居住区,比经济多样化的居住区更脆弱。

尽管目前关于气候变化对社会经济系统的影响研究只是初步的结论,但气候变化会对全球各地区的自然生态系统和社会经济系统产生多方面的影响,将直接影响经济的发展和社会的进步,这一点是确定的。

气候变化可能带来许多不利的影响

大部分热带、亚热带区和多数中纬度地区普遍存在作物减产的可能;对许多缺水地区的居民来说,水的有效利用降低,特别是亚热带区;同时,受到传染性疾病影响的人口数量增加,热死亡人数也将增加;另外,大暴雨事件和海平面升高引起的洪涝,将危及许多低洼和沿海居住区;由于夏季高温而导致用于降温的能源消耗增加。