全球氣候變暖的影響及應對之策

 摘要:從正反兩個方面分析了全球氣候變化對農林生產的影響,提出應對氣候變化的思路主要包括兩個方面:一是如何控制和減緩溫室氣體的排放。二是如何增強農業生產適應氣候變化的能力。前者是長期、艱鉅的任務,後者是現實而緊迫的任務。
  關鍵詞:氣候變暖;影響;農業;對策

  自西方工業化以來,世界人口在急劇地增長,人類在日益強大的大規模生產和經濟活動中,大量開墾耕地、掠奪與毀壞森林資源,大量地燃燒化工原料,釋放了大量的溫室氣體,致使大氣成分發生變化,導致了全球氣候日趨變暖。據美國科學家(1979)估計,如果大氣CO2濃度增加1倍,全球平均氣溫將增加1.5℃~4.5℃。進一步研究指出,如果人類繼續按照目前速度釋放溫室氣體,那麼CO2的有效倍增將出現在2060年左右。如此之大的增溫幅度和速度,是我們這個星球近十萬年來所沒有經歷過的,換言之,在未來的幾十年內,我們這個星球的氣溫將經歷人類歷史上前所未有的高點。
  最新科學研究成果表明:近一百多年來,全球平均氣溫經歷了冷—暖—冷—暖兩次波動,總的看為上升趨勢。進入20世紀80年代後,全球氣溫明顯上升。1981—1990年全球平均氣溫比一百年前上升了0.48℃(見下圖)。中國氣候變暖趨勢與全球的總趨勢基本一致。據中國氣象局釋出的最新觀測結果顯示,中國近百年來(1908—2007年)地表平均氣溫升高了1.1℃,自1986年以來經歷了21個暖冬,2007年是自1951年有系統氣象觀測以來最暖的一年。近三十年來,中國沿海海表溫度上升了0.9℃,沿海海平面上升了90毫米。
  全球氣候不斷增暖將改變各地的溫度場,並影響大氣的執行規律,各地蒸發量和降水量的時空分佈亦隨之改變;增溫造成的海水、冰川融化和海水受熱膨脹還會使海平面上升。這一切都必將給人類賴以生存的資源環境,包括水資源、能源、土地、森林、海洋、人類健康、物種資源、生態系統和農業生產等帶來巨大沖擊,並造成許多目前仍估計不到的重大影響。
  一、全球氣候變暖對農林業的影響分析
  1.全球氣候變暖將明顯提高中國各地的有效積溫,使無霜期延長,因而有利於複種指數的提高,並造成喜溫作物的種植北界向高緯延伸以及作物產區的地理位移。這意味著我國目前的各種作物氣候區劃都可能發生變化:現在的一些作物適宜種植區將變得不再適宜,並出現一些新的適宜種植區。各地農事安排都將可能發生重大變動。種植區的北移固然有利於農用土地的擴大,但新開墾的土地因土壤貧瘠或水源不足,大多不易獲得高產。而北移了的農作物更容易受到突降低溫的威脅。
  2.全球氣候變暖,將使大量冰川逐漸融化,導致海平面上升。自19世紀以來,全球範圍的山地冰川都幾乎發生了大規模的後退。美國NOAA衛星觀察到的雪蓋資料表明:1980年以來,全球的雪蓋面積減少了9%~13%。英國南極考察隊的科學家們通過衛星觀測發現,位於拉爾森冰架的一塊像牛津郡那麼大(約2 900平方公里)的冰山已從南極大冰原分離,並逐漸湧向大海。隨著全球的進一步變暖,冰山融化,海平面上升,對中國來說,這可能會淹沒東南沿海大片肥沃的低地,並造成地表水排洩受阻,地下水位提高,帶來大片土地沼澤化。長江、珠江三角洲地區因海水倒灌,大片良田將鹽漬化。
  3.隨著全球氣候的不斷增暖,氣候變率勢必也發生變化,極端氣候頻繁出現。研究表明,在氣候要素平均值的變化與極端事件(災害)發生概率的變化之間,往往存在著某種非線性關係:即使溫度、降水平均值發生微小變化,也可能導致災害性天氣發生頻率的顯著增加。這意味著乾旱、洪澇、颱風、暴雨等發生頻率將會增加。事實上,進入20世紀90年代以來,中國各種自然災害就沒有間斷過:1991年的特大洪水曾肆虐江淮大地;1992—1993年的持續乾旱更是橫掃整個東部;1994年夏季華中出現了曠日持久的乾旱和高溫酷暑天氣,而華南與東北則出現了嚴重的水患;1995年長江中下游地區和遼河平原又出現了建國以來罕見的暴雨洪水。據中國氣象局公佈的數字,僅1994年全國21個省市自治區的受災面積就達0.5億公頃,直接經濟損失1 700億元。新世紀以來,各種極端天氣就沒有間斷過,特別是2010年更是反常,北方出現冬天暴雪奇冷天氣,春季西南5省出現百年一遇的特大幹旱,受災耕地面積達到1.11億畝,2 212萬人出現飲水困難,持續乾旱近五個月,僅雲南一省就損失170億元。
  4.由於全球氣候增溫,寒冷季節將會縮短,溫暖和炎熱季節將會延長。這一定程度上會改善某些高緯地區溫度條件較差的狀況;但對那些夏季原本就很炎熱的中、低緯地區來說,無疑是“火上加油”的災難。高溫將加快作物的生育程序,使生育期特別是灌漿期明顯縮短,高溫逼熟,極端高溫對小麥、玉米、大豆等作物均有顯著的減產效應,還會造成水稻花粉敗育。
  5.隨著全球氣候增暖,作物的各類病、蟲、草害將會流行、激增和蔓延,出現範圍也將由目前的中低緯地區向高緯延伸。增溫將為各種害蟲的生長、發育和大量繁殖提供更優越的條件,因而其越冬存活力將大大提高,雌蟲產卵數將急劇增加,繁衍代數亦將明顯增多。大氣CO2濃度的增加還會提高作物生物量的碳氮比,從而刺激昆蟲的食慾。大氣環流的改變更為風播病原的大範圍擴散提供了外部條件。
  6.氣候增暖後,土壤有機質的分解將會加快,積累量將會減少。長此下去,會造成地力下降。在某些降水量可能增多的地區,徑流增大還會加劇坡地土壤可溶性養分與表土的流失。在某些降水量可能銳減的地區,植被將減少,表土易沙化,耕地更易於受到風蝕侵害,一旦遇到暴風襲擊時,將產生“塵暴”效應;而遭遇暴雨沖洗時,又會造成嚴重的水蝕。
  綜上所述,全球氣候變暖將對人類特別是農業生產產生極其深遠的影響。這種影響或許有其有利的一面,但更多的、令人擔憂的卻是其不利的一面。因此,如何趨利避害,利用其有利的一面,克服其不利的一面,並尋求適應或延緩氣候變化的對策,是擺在全人類面前的一道嶄新的課題。
  二、從農林角度應對氣候變化的思考
  人們應對氣候變化的思路主要包括兩個方面:一是如何控制和減緩溫室氣體的排放。二是如何增強農業生產適應氣候變化的能力。前者是長期、艱鉅的任務,後者是現實而緊迫的任務。
  (一)發展低碳農業,減緩溫室氣體排放
  林業以及農業生產中的種植業主要是通過植物吸收空氣中的二氧化碳,生成有機物,並放出氧氣的過程,在地球大氣碳迴圈中發揮重要的碳匯功能。但在水稻田及沼澤地、動物糞便要釋放一定的溫室氣體甲烷。農業生產過程中的農業機械、農業投入品(化肥、農藥)要消耗大量的石化能量。農業秸稈等廢棄物焚燒產生二氧化碳氣體排放。因此,提倡低排放或零排放的低碳農業是我們的選擇。
  農業節能減排主要有這樣幾個途徑:
  1.革新農業技術,大力發展節約型農業。發展節約型農業關鍵要在節地、節水、節肥、節藥、節種、節工、節能等七個方面下工夫。“節地”,就是要高度重視土地資源的保護,大力發展高效設施農業,充分挖掘土、水、光、熱資源的利用潛力,提高耕地的綜合產出率。“節水”,農業特別是水稻,是高耗水產業,農業用水佔全社會總用水量的70%。要加快培育新的耐旱品種,深入研究和大力推廣節水栽培技術,加強現有節水技術的整合推廣,大力推廣覆蓋技術、水肥一體化技術、保護性耕作技術、滴灌施肥技術等節水技術,節約用水。“節肥”,就是要加快建立科學施肥的測土、配方、示範、推廣體系,根據不同區域、不同作物、不同種植制度,制定測土配方施肥技術規程,改善養分投入結構,優化肥料運籌,改進施肥方法,發揮養分協同作用,提高肥料利用率,減少化肥總施用量。“節藥”,遏制不合理的過量使用化學農藥,大力開發抗病蟲良種、進一步完善化學農藥的使用技術,形成高效的綜合防治配套技術。“節種”,就是提高種子質量,推廣精量半精量播種、穴盤育苗等技術。 “節工”,即大力推廣少免耕等輕簡栽培和機械化生產技術,減少手工作業量,既可節約工本,又可促進農村勞動力的轉移和農民增收。“節能”,大力開發農村太陽能,因地制宜開發利用風能、生物質能等清潔能源。
 2.切實解決以農作物秸稈為主的生物資源的綜合利用,大力開發生物質能源。農作物秸稈作為一種農業生產的副產品,產量大、分佈廣,同時也是一項重要的生物資源——其含氮、磷、鉀、碳的平均含量分別為0.6%、0.3%、10%、45%。據統計,中國年產農作物秸稈6.2億噸,資源擁有量居世界首位。江蘇省秸稈年產量3 700多萬噸。但是,近年來焚燒秸稈在一些地區愈演愈烈,造成資源的巨大浪費。最近的統計結果顯示,中國年產農作物秸稈中30%用作農用燃料,25%用作飼料,2%~3%作工副業生產原料,6%~7%直接還田,還有35%約2.2億噸剩餘秸稈被白白焚燒了。筆者認為,中國正處於經濟高速全面發展的時期,各種能源消耗量與日俱增,當務之急是要開展秸杆的回收利用。政府部門不僅要禁止農民焚燒秸稈,更要組織科研部門開展相關技術的攻關,解決秸稈綜合利用的關鍵技術問題,挖掘秸稈利用的新途徑。植物纖維可以通過汽化成為農用能源,也可以運用生化技術加工成肥料和飼料,植物纖維還可以作為包裝材料、建築材料、一次性餐具、傢俱等的替代資源。
  3.加強畜禽糞便的無害化處理、資源化利用。目前農村畜禽糞便產生量巨大,但未得到有效利用,其汙染日益嚴重,重汙染區域在不斷擴大,嚴重威脅水體和農田環境質量。據江蘇省農調隊調查,2004年全省畜禽糞總量已達7475.7萬噸,尿總量達3 477.4萬噸,糞便總量摺合成豬糞當量為12 340.5萬噸。畜禽糞便的大量排放,給環境造成了嚴重汙染。近年來江蘇省水體N、P等含量超標,除與工業和生活汙水排放有關外,畜禽糞便汙染已上升為非常重要的因素。
  對畜禽糞便無害化處理、資源化利用的最直接途徑,是發展商品有機肥產業。加強有機肥無害化生產技術與施用技術的開發及相關政策的研究,大力扶持商品有機肥行業和培育商品有機肥市場,對於推進迴圈經濟、提高農業和農民收益、改善農村環境、建設社會主義新農村具有重要的意義。
  4.大力開發種養一體化的迴圈農業。種植養殖一體化是實現資源綜合利用、迴圈利用的有效途徑。常規農業經營方式人為地把原本互為上下游的種植業與養殖業割裂開來,導致“資源—產品—再資源—再產品”的物質迴圈利用鏈斷裂,不僅造成農作物秸稈、畜禽糞便等可利用資源的大量浪費和生產成本的提高,而且這些可利用資源的不當處理給生態環境造成巨大的負面影響。推進現代迴圈農業產業化必須把種植業與養殖業納入到一體化經營的產業體系中,按照資源互補迴圈利用機理,合理配置種植養殖規模,形成物質、能量迴圈利用的產業鏈,使種植業生產的秸稈等廢棄物成為養殖業的飼料,養殖業的牲畜糞便經無害化處理成為種植業的有機肥料,廢棄物的資源化利用既解決秸稈焚燒和糞便汙染的環境問題,又大大降低農產品的生產成本,並提升農產品的質量,實現經濟效益與生態效益的協調提高。採用現代經營方式,實現農產品生產、加工、銷售一體化經營,並多次增值,從而實現農業生產、生態和經濟的可持續發展。
  沼氣是實現種植業、養殖業一體化迴圈的關鍵。通過發展沼氣,上聯養殖業快速發展,下促種植業優質高效,中改村容村貌,維護生態平衡。隨著沼氣技術體系的完善,沼氣在農業生產乃至農村社會全面發展中的地位顯得越來越重要。它能夠有效地組織和調動農業生產各要素,促進農業生產各要素的協調發展,對控制農業面源汙染,促進農業可持續發展 推進社會主義新農村建設具有重要意義。
  5.大力開展植樹造林。森林在應對氣候變化中具有三大功能。一是吸收功能。森林是陸地上最大的吸碳器。它通過光合作用,吸收二氧化碳,放出氧氣,形成碳匯。科學研究表明:森林每生長1立方米蓄積量,平均能吸收1.83噸二氧化碳,釋放1.62噸氧氣。二是貯存功能。森林是陸地上最大的儲碳庫。陸地生態系統一半以上的碳,儲存在森林生態系統中。同時,木製品的儲碳能力也很強。據日本《木材工業》報道,全球木製品碳儲量每年約增加6 000萬噸。三是替代功能。據國際能源機構測算,用木結構代替鋼筋混凝土結構,單位能耗可從800降到100。由於森林在應對氣候變化中具有這些特殊功能,因此,《京都議定書》規定了工業直接減排和森林間接減排兩條途徑。
  要加快荒山荒地造林綠化步伐,加快速豐林、碳匯林、能源林、珍貴用材林、木本油料林等基地建設。要努力提高造林綠化質量。加強林木種子區劃和良種基地管理,抓好區域性、示範性林木種苗基地建設,全面提高良種壯苗使用率。增加混交林和鄉土樹種比重,注重封山育林,強化自然恢復。加強森林病蟲害防治和森林防火。
  (二)增強農業生產適應氣候變化的能力
  農業是露天工廠。隨著全球氣候變暖,各種極端氣候頻發,自然災害對農業的威脅越來越大。要根據自然環境和農業自然災害發生規律,制定防旱抗澇、抵禦高溫寒潮、颱風、病蟲害等各種自然災害的減災應急預案,確定農業生產避災減災的種植模式。加強農業基礎設施建設特別是水利建設,改造中低產田,完善灌溉體系,提高農田防禦自然災害能力。進一步優化種植結構,推進農業產業結構調整,將傳統粗放型灌溉農業和旱地雨養農業建設成為節水型現代高效灌溉農業和現代旱地農業。加強農業科技創新工作,選育適應氣候變化的抗病、抗蟲、抗旱、耐澇的高產、優質農作物新品種,研究在新的氣候條件下農作物病蟲害的發生、發展規律。加強氣象預報工作,提高農村防災減災能力。

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