⽓候变暖就能多打粮⻝?是真的吗?

作者: 李柯欣

来源: 科学⼤院

发布日期: 2022-10-12 07:00:49

⽓候变暖对粮⻝种植的影响复杂,既有有利⽅⾯也有不利影响。有利⽅⾯包括热量资源增加、种植界限北扩等,不利影响包括产量和品质下降、病⾍害增加、极端天⽓事件频发等。应对⽓候变暖,需加强农业⽣产与⽓象部⻔合作、育种研究、调整农业措施、完善基础设施、健全保险和补贴制度、加强科普宣传等。

⽓候变暖就能多打粮⻝?是真的吗?

⽓候变暖⼀词逐渐进⼊公众视野,⼈们便对它充满了不解。如有微博⼤V称:⽓候变暖趋势下2069-2098年我国⼩⻨可种植⾯积将扩⼤2.7亿亩。⼤家纷纷留⾔表示疑惑:这么说⽓候变暖对我国粮⻝种植竟如此有利?那我们为何还要应对⽓候变暖?

其实,⽓候变暖对粮⻝种植的影响没有那么简单!我国科学家早已关注到了粮⻝作物对⽓候变暖的响应并进⾏了研究。下⾯我们来分析⼀下,“⽓候变暖对我国粮⻝种植有利”这个说法到底对不对。

⽓候变暖,对粮⻝种植有什么好处?⽓温增加会导致我国农业热量资源分布格局改变——总体来说平均温度变得更热了,⽐较热的天数更多了。万物⽣⻓都需要热量,对粮⻝作物来说,热量的作⽤主要体现在累积上(例如,积温超过某⼀限度作物才能成熟),单从热量累积这个⻆度来看,⽓候变暖是有⼀定程度有利影响的。

⽓候变暖后,春天进⼊较热时期的开始⽇期提前、秋天进⼊较冷时期的⽇期推迟,作物有更充分的时间⽣⻓、吸收阳光、进⾏光合作⽤和物质转化,理论上的⽣产潜⼒增加,在⼀定程度上可能会促进粮⻝的⾼产。

⽬前,我国⼀年⼀熟带、⼀年两熟带、⼀年三熟带都不同程度向北移动,如在⼭⻄省、陕⻄省、河北省境内⼀年⼀熟区和⼀年⼆熟区分界线平均向北移动了26 km,⼀年⼆熟区和⼀年三熟区分界线在浙江省内向北移动了约103 km,在安徽省向北移动了29 km以上(杨晓光等,2010)。同时,作物复种指数⼤幅度提⾼,冬⼩⻨和双季稻种植北界均发⽣北移⻄扩。

也就是说,我国能种粮⻝作物的地⽅增加了,有些地⽅可以种更多茬作物,有些原来⽆法种植粮⻝作物(⽓候变暖后可以种了)的地区作物产量呈现增加趋势。

看起来,⽓候变暖真能多打粮⻝了?未必!升温不⼀定是好事?没错,不⼀定!⾸先,种植界限北扩的地区可能位于⾮农业⽤地区域,如在居⺠区、⼯业⽤地区甚⾄⼀些不适合进⾏作物种植的⼟地上,所以即使理论可种植⾯积扩⼤,也不代表实际能种植粮⻝作物的区域就能够扩⼤。

另外,升温还会对粮⻝⽣产造成负⾯影响,⽐如:影响产量和品质:作物⽣⻓期间的⽓温升⾼可以明显影响植株的⽣理活动,如前冬升温可能导致冬⼩⻨在越冬之前⻓得太旺盛、单苗吸收的营养就会变少;地表温度升⾼会使⼟壤⽔分含量下降、抑制⼟壤微⽣物活动、不利于粮⻝作物植株的根部活动;⾼温热灾频发会抑制作物的成花和灌浆活动,导致植株的粒重和产量下降。

对于喜凉作物(如冬⼩⻨)来说,在最适⽓温之上,温度每升⾼1摄⽒度,⼩⻨产量就会下降6%(Asseng et al., 2015)。⼩⻨的⾼温敏感期主要为开花前期,⾼温胁迫的时期越接近开花期,产量损失就越严重(杨绚等,2013)。

增加病⾍害:温度升⾼还有利于农业病⾍害的越冬和繁殖,增加了农业病⾍害的发⽣频率、种类和影响范围(矫梅燕,2014)。低温冷冻害:⽓候变暖背景下,低温冷冻害对粮⻝种植的影响不但没有减轻,反⽽加重,成灾⾯积甚⾄也在扩张(⾼懋芳等,2008)。如果冬⼩⻨在进⼊寒冷季节之前经历的⽓温都⽐较温暖、没有经过抗寒锻炼,那么在严冬中⼤⾯积植株很可能就熬不过去。

另外,⽓候变暖后极端天⽓事件出现频率上升、强度增⼤、洪涝灾害发⽣范围扩展,这都不利于粮⻝的稳产⾼产。

总之,除受到⽓温影响以外,粮⻝种植过程还受到降⽔、蒸发、光照、⻛速等⽓候要素的调制,以及⼟壤条件、作物的品种特性、⽣产⽔平、经济环境、市场需求、劳动⼒资源及技术⽔平等因⼦的制约。能否多打粮⻝,要综合这些因素⼀起考虑!

RCP4.5和RCP8.5,是啥意思?

⼤V的截图中出现了RCP4.5和RCP8.5这两个数字,这是什么意思?其实,RCP表示的是“代表性浓度途径”(Representative Concentration Pathway),描述了未来可能出现的不同温室⽓体浓度变化的曲线,对应不同辐射强迫增加的情景。

RCP4.5和RCP8.5就分别表示到2100年辐射强迫⽔平增加4.5 W/m-2和8.5 W/m-2,全球平均表⾯温度在2081–2100相对于1986–2005将分别增加1.1°C–2.6°C和2.6°C–4.8°C。

为什么要预设这种情景呢?因为未来⽓候将会如何变化,以⽬前⼈类的技术⽔平是⽆法完全准确预知的。于是科学家们基于已有的知识和经验、设计了未来的基本情景,⽤以推理未来⽓候可能出现的变化,不同情景中,⼈⼝、经济、能源使⽤⽅式、温室⽓体排放浓度等均有所差别。

如政府间联合⽓候变化委员会(IPCC)在第五次评估报告中所采⽤的四个温室⽓体浓度情景RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5,以及第六次评估报告中所采⽤的共享经济路径SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP4-6.0和SSP5-8.5,以描述未来⼈⼝、社会经济、科学技术、能源消耗和⼟地利⽤等⽅⾯发⽣变化时,⼤⽓成分和地球系统其它分量可能产⽣的改变。

也就是说,RCP4.5和RCP8.5只是对于未来的⼀种预估,未来未必会这样发展。现在,你能明⽩标题的意思了么?其实引发⼤家疑惑的关键点在于,该博主所引⽤的这篇⽂章仅仅考虑了两个未来⽓候变化情景(RCP4.5、RCP8.5)下太阳总辐射、平均⽓温、平均降⽔三个⽓候因⼦变化所带来的冬⼩⻨⽓候适宜区划和理论可种植⾯积的改变。

⽽理论可种植⾯积扩⼤指的是仅仅从模式未来预估结果出发,在可能的⽓候条件下、能种植冬⼩⻨的⾯积将有增加的潜在可能,但扩⼤的地区很可能是在城市居⺠区、⼯业⽤地区等⾮耕地区域,所以并不代表实际可种植⾯积也会扩⼤。

当然,除了前述三个基本⽓候因⼦以外,受到与⽓候变暖同时发⽣的低温灾害、⾼温灾害、病⾍害、降雪、极端降⽔带来的洪涝或⼲旱灾害等因素影响,前述光—温—⽔配置带来的理论可种植⾯积扩⼤等有利⽅⾯将极可能被抵消甚⾄对冬⼩⻨种植产⽣负⾯效应,从⽽降低未来我国冬⼩⻨的种植适宜性。

为了应对⽓候变暖给粮⻝⽣产带来的不利影响,我们该怎么做?

通过前⾯的讨论,我们可以得出:⽓候变暖背景下,我国粮⻝种植的⽓候条件在某些⽅⾯会变好,但仍⾯临诸多⻛险。

⽐如有研究者提出,我国主要粮⻝作物(冬⼩⻨、春⽟⽶、夏⽟⽶、⼀季稻和双季稻)⽣产的⽓候危险性演变趋势、强度和类型在未来均可能出现显著变化,⾼温胁迫将成为影响未来粮⻝安全的最主要限制因素(Tian et al., 2022),⽔稻⽣产将主要受⾼温热害影响,冬⼩⻨和⽟⽶⽣产将主要受⾼温及其所引起的⼲旱影响等。

在这种情况下,适应和应对⽅案就显得尤为重要,我们应本着“灵活运⽤,扬⻓避短”的原则,尽量利⽤有利的⽅⾯,适应⽓候变化,同时努⼒减⼩并尽可能避免不利影响。

1. 着眼粮⻝安全,加强农业⽣产、⽓象、农业保险等部⻔的合作。如联合开展⽓候变化和极端事件对农业⽣产、存储、流通、消费等环节的影响评估,加强对天⽓形势的监测,提⾼相关部⻔对⾼温、⼲旱或降⽔等与农业灾害有关的预报预警能⼒,促进农业⽣产减损增效,降低⽓候变化带来的农业⽣产⻛险。

2. 育种⽅⾯,⿎励开展耐⾼温、抗旱涝、抗病⾍害等抗逆性品种的育种研究和科技攻关,以提⾼单产。

3. 因⽓候制宜,及时调整相应的农业措施。对于⽓候变暖后的种植制度变化敏感带,调整作物播期,合理规划种植结构,改种与⽓候变化相适应的作物新品种、加强农⽥基本建设,充分利⽤⽓候变暖带来的额外热量资源,减轻⽓象灾害的影响,增强农业⽣产系统的⾼效性和稳定性。

4. 结合设施农业、智慧农业,完善农业基础设施建设。根据各地资源状况、⽓候条件、⽣产⽔平和耕作制度,对各地农业发展进⾏科学规划,利⽤科技⼿段、改变不利的⾃然光温条件、创造适宜作物⽣⻓的环境因⼦,建设作物⽣⻓条件最优化的设施⼯程。

5. 完善粮⻝作物的保险和补贴制度。如在直接物化成本保险基础上,将保障范围扩⼤到服务费⽤、⼈⼯成本和⼟地成本等农业⽣产总成本,提⾼遇灾时的保障⽔平、充分保障农户收益。实现粮⻝作物保险责任范围⼴覆盖、多种类,加强保险保障的普惠性,更好地解决农⺠种粮的后顾之忧。

6. 加强全⺠深度科普,全⾯提升公⺠防灾减灾意识。强化有关⽓候变化与农业⽣产相关的科普宣传,重点推动和⿎励科研和业务部⻔⼀线专业⼈员深⼊科普宣传第⼀线,使科学研究成果进⼀步惠及全体公⺠,提升全社会应对⽓候变化和农业防灾减灾的意识。

当然,我们每⼀个普通⼈能够做到是养成低碳、节约的⽣活⽅式,从⼩事做起,节约每⼀滴⽔、每⼀度电、每⼀份粮⻝,保护我们⾃⼰赖以⽣存的家园!

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