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环境保护与可持续发展任课老师：冯远娇上课时间：周二晚上11、12、13节学院：林学院学号：201330540319姓名：吴楚殷年级专业：13城乡规划全球变暖对农业的影响及其防治摘要：近年来，全球变暖日益严重，无论对环境还是我们人类社会都产生巨大的影响。全球变暖是一个不可逆转的趋势，而农业却是气候变化下最敏感最脆弱的领域，因而全球变暖为农业带来了巨大的挑战。我们人类的生存离不开农业的可持续发展，所以本文将阐述全球变暖对农业带来的影响及我们该如何应对和防治。关键词：全球变暖、农业、影响、防治1引言全球变暖指的是在一段时间内地球大气和海洋温度上升的现象，主要是由于人类焚烧化石燃料，如石油、煤炭等，或砍伐森林并燃烧时产生的大量二氧化碳造成的。当前,极端天气气候事件增加,旱、涝、风、雹、冻等农业气象灾害以及病虫灾害频发,水资源短缺加剧,土地沙化、盐碱化速度加快等一系列问题不断发生[1]。农业尤其是粮食生产是以作物生长为基础，直接依赖于水、热、土等自然要素，因此对气候变化非常敏感。可以说，农业是受气候变化影响较大的行业[5]。全球变暖问题已经是国际重点关注的问题，对环境的可持续发展和经济的发展有着极其重要的影响。我国是一个农业大国，全球变暖的问题对我国的农业影响严重，所以有必要关注及研究全球变暖对农业的影响及其防治对策。本文将从以下几个方面阐述全球变暖对农业的影响和应对策略。2全球变暖对农业的影响2.1全球变暖对农业生产条件的影响2.1.1大气成分变化对农业的影响全球变暖主要由于大气成分变化引起的。而大气成分的变化主要体现在CO2等温室气体的增加。随着CO2浓度增加，光合速率不断增强，农作物的产量会有所提高。对C3植物来说这种影响尤其显著。然而从另一个角度，CO2浓度上升也会产生杂草繁茂、病虫害加重、农药和肥料效果减弱、干旱激化、地力耗损等负作用。另一方面，臭氧的减少也对农作物的生长产生影响。例如在强烈的UV－B照射下，地表落叶层降解过程被加速，植物的初级生产随之减少。臭氧减少将使得约50%的植物生长受到影响，对大豆进行的田间试验表明，减少25%的臭氧后，大豆产量降低20%～25%，大豆的质量也有所下降[2][14]。总而言之，全球变暖带来的大气成分变化对农作物的影响有好有不好，研究如何把其影响变成有利才是最重要的。2.1.2全球变暖引起的降水变化对农业影响气候变暖使降水有所增加，但同时温度升高却会导致蒸发加剧，因此水量变化可能为负。降水的增加或减少可能会改变土壤的蒸发、冠层的蒸腾和土壤水分含量，这些因素反过来又会对植物的功能以及水分的收支产生影响。同时气候变暖导致冰川融化，海平面升高，不仅会使沿海、沿江被围垦的农田被淹，而且增加了洪涝灾害的隐患，给农业生产带来巨大损失。其次，对农业水资源的影响。就用水条件来说，气候变化会引起水循环的改变，而水循环的改变将可能影响各种灾害天气时间的长短、频率、损失以及水资源的可利用率。就农作物本身来说，气温每上升1℃，农业灌溉用水量将增加6～10%。两方面的双重作用使得农业极易受到水分改变的影响[2]。再来是径流变化。气候变暖后，各地区大江大河将有不同程度的径流量减小状况。气候变暖带来的降水变化影响着整个地球的环境，进而影响着农业，这是一个不容忽视的问题。2.1.3对土壤及其成分的影响全球变暖对土壤的影响是很复杂的。对土壤水分的模拟表明，北半球大陆中部将变得干燥，沿海地区的降水量可能会增多，我国西北地区由于冰川融化可能使土壤水分有所增加[2]。而同时气温升高蒸发加快，可能造成土壤盐渍化，并且会使荒漠化加剧，耕地面积减少。另外气温升高增加了土壤有机质和氮的流失，加速了土壤退化、侵蚀的发展，这都削弱了农业生态系统抵御自然灾害的能力。气温升高或降水量减少将会导致土壤有机碳含量的降低；相反，气温降低或降水量增加则有利于土壤有机碳的增多，但以气温变化的作用为主导。秦小光等利用陆地生态模型开展黄土高原土壤生物地球化学过程的定量模拟，深入研究了不同气候条件下黄土高原土壤有机碳变化的敏感性试验，结果表明降水变化是影响该地区土壤有机碳变化的主要因素。白人海利用土壤调查数据，分析了松嫩流域黑土地有机碳含量的分布状况和近50年来的变化趋势，并结合该地区气温和降水等气候要素的变化，分析了气候变化对该地区土壤碳含量变化的影响[5]。土壤有机质是土壤肥力的重要构成要素，而气候变暖对土壤及其成分有着很大的影响，为了提高农业对气候变暖的适应性，必须重视气候对土壤带来的影响。2.1.4全球变暖带来的农业灾害农业灾害分为气象灾害和生物灾害。主要农业气象灾害有干早、洪涝、低温灾害、热带气旋、雪灾等,而其中最主要的是干早和洪涝灾害，其导致的灾害损失约占气象灾害的85%。模式预测表明,我国干旱、半干旱地区的农牧过渡带将有所扩大,农牧过渡带向东南推移不仅减少了种植面积,还可能引起沙漠化的危险地区随之向东南方向推进。2010~2030年我国华北地区降水量减少,春早发生的频率和强度可能会进一步加剧,将有可能导致华北地区的冬小麦、玉米等粮食作物大幅度减产,对我国的粮食安全产生重大影响。气候变化还会影响厄尔尼诺和南方涛动(ENSO)，造成西太平洋暖池海水热力、青藏高原上空热力、季风环境和太平洋副热带高压异常，带来农业旱涝等气象灾害的频繁加剧发生[1-4]。就我国来讲，我国农作物由于极端气候事件的影响受灾、成灾面积日益扩大，粮食减产量逐年增加，农业经济损失逐年升高。其次就是病虫灾害。几乎所有大范围流行性、爆发性、毁灭性的农作物重大病虫害的发生、发展、流行都和气象条件密切相关，或与气象灾害相伴发生。由于温度直接影响病虫害的生长发育及其危害能力，因此温度的变化及其分布也直接影响病虫害的发生流行及其地域分布。受热量限制的病虫害向高纬度地区扩散，而中纬度地区病虫害加重，病虫害爆发频率逐年提高，气候变暖可使粘虫越冬北界北移约3个纬度、稻飞虱越冬北界北移约2.5～3.5个纬度，粘虫、草地螟、稻飞虱繁殖代数增加。无论是小麦、水稻、玉米、大豆等粮食作物，还是蔬菜、果树等园艺作物，其病虫害都呈加重态势，种植结构单一加大了病虫害的发生，温度高还为各种杂草的生长提供了优越的条件，因此，气候变暖可能会导致虫害的流行和杂草蔓延，目前，我国农业因病、虫、草害造成的损失约为农业总产值的20%～25%。另一方面，从生态系统的角度来看，气候变暖将会引起生物种间关系变化，气温升高将会扰乱生态系统中害虫－捕食者、害虫寄生天敌等种群间的平衡关系，有些害虫的天敌可能因适应不了气候变化而缩减甚至消亡，相反在缺少天敌的有效控制条件下一些害虫则会迅速繁殖，形成流行暴发，直接威胁农业稳产生产[5、7、10]。全球变暖带来的农业灾害正在日益严重，我们必须在此方面多加研究，培育灾害抵抗力好的农作物品种来保持我们的农业供需。2.2全球变暖对农作物的影响2.2.1气候变暖对作物产量及品质的影响农作物对温度的要求相当敏感,每种作物都有适合自己生长的温度范围,过高或过低都对作物生长不利,甚至使作物完全无法生存。气候变暖对作物的生育期有明显影响。气候变暖可使越冬作物种植北界北移，复种指数提高,喜温作物种植面积增加；作物生长期延长,作物品种的熟性由早熟向中晚熟发展，单产增加。气候变化已对我国农作物产量构成明显影响。西北地区东部降水持续偏少,土壤水分蒸发加剧,干早大面积频繁发生,导致有些地区粮食大幅度减产CO2的升高有利于植物光合作用的进行，一定程度上能够增加作物的产量。高素华等建立了主要作物农业气象产量预测模型，据此分析了大气中CO2浓度倍增时主要作物产量的变化，其结果表明，我国华北冬小麦为减产趋势，西北为增产趋势；水稻各生产区均为增加趋势；东北、华北、西北和西南地区玉米为增加趋势，长江中下游和华南为减少趋势。崔读昌则指出这种影响因地区和作物种类而存在正负效应。如随着温度的升高，作物的干物质及产量均会有所下降，并且还会改变作物的生长速率和生育期长度，从而影响产量。研究表明，气温每增高1℃，水稻生育期平均缩短7天～8天，冬小麦生育期平均缩短17天，玉米的生育期平均缩短7天，使得主要农作物的产量都有不同程度的下降。第二，对农作物品质的影响。大气中CO2浓度的增加，可能对植物生长和品质有一些直接影响。研究表明，C02浓度的增加使农作物株高增加，经济产量和生物产量增加明显。冬小麦、棉花品质呈良性变化，利大于弊;玉米品质可能有所下降，弊大利小;大豆品质变化不明显。由于CO2浓度的增高，会导致作物的光合作用增强，使根系吸收更多的矿物元素，有利于提高作物产品的质量，例如水果中的糖、柠檬酸、比黏度等均有所提高[1.2.6]。2.2.2全球变暖对农作物的地区分布及种植制度的影响温度对种植业的影响首先表现在能扩大作物的种植范围，提高全球的土地承载力水平。随着温度的升高,积温的增加,1981一2007年间中国一年两熟制、一年三熟制的种植北界都较之1950一1980年有不同程度北移。一年二熟制种植界限北移幅度最大的区域是陕西、山西、河北、北京和辽宁四省一市。一年三熟制种植北界空间位移最大的区域为湖南、湖北、安徽、江苏和浙江五省。在不考虑品种变化、社会经济等因素的前提下，基于目前各作物实际产量水平,由一年一熟变成一年二熟,粮食单产平均可增加54一106%,由一年二熟变成一年三熟,粮食单产平均可增加27%一58%；气候变暖使辽宁省、河北省、山西省、陕西省、内蒙古、宁夏、甘肃省和青海省冬小麦的种植北界不同程度北移西扩。以河北省为例,如仅考虑热量资源增加带来的影响,冬小麦种植北界的北移,可使界限变化区域的小麦单产平均增加25%左右；气候变暖也使双季稻的种植北界不同程度北移,变化区域主要在浙江省、安徽省、湖北省和湖南省。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将逐渐被中、晚熟品种取代[1、2]。2.2.3全球变暖对农产品贸易的影响气候变暖影响农业生产,也间接影响农产品价格和贸易活动。研究认为中国的气温升高降低了粮食贸易量,可能的解释是气候专家所提出来的一定范围内气温的升高可以提高粮食产量,从而减少了中国的粮食进口。就全球范围而言,当前世界主要粮食价格波动呈放大趋势,粮食安全问题已经成为一个不容忽视的挑战,引起世界各国的重视和警惕,造成这种局面的原因之一是全球粮食总产量因严重自然灾害而降低[1]。近年来,受气候变化的影响,全球气候异常,极端天气事件增加,灾害频繁而严重。频繁和严重的自然灾害给世界粮食生产和贸易造成巨大影响。特别是,近年来世界粮食主要出口国减产量更多,气候变化对农产品贸易具有更大的影响和放大效应。3农业应对全球变暖的对策3.1减少温室气体的排放导致气候变化的主要原因之一是由于温室气体的排放，因此要从根源处下手，从根本上减少温室气体的排放。农林固碳减排的选择之一是采取综合增汇措施，使农业碳汇增长强度达到3%/年。我国农业生产的碳排放占我国碳排放总量的28%,研究农林生态系统固碳减排潜力具有重要意义。主要研究了硝化抑制剂降低秸秆还田后的N2O排放水平:草炭土改良的有机培肥耕作模式提高了土壤固碳和作物产量;稻田使用氮磷钾与稻草配施土壤固碳能力最强,增施有机肥(稻草、猪粪)能促进土壤碳库年变化量朝“汇”的方向发展,多熟种植制度下有利于固碳技术固碳潜力的发挥。施用生物黑炭具有明显的减少氮肥使用和减少温室气体排放的潜力[1]。3.2改善农业基础设施及条件要减轻气候变化带来的不利影响，必须对已有的农业设施进行改造以增强其对气象灾害的防御能力。要更新改造老化农业灌排工程设施，扩大灌溉面积；发展节水农业、科学灌溉；建设综合防治自然灾害工程；改造地形以减少径流和促进水分吸收、减少土壤侵蚀；北方干旱和半干旱区应以改土治水为中心，加强农田基本建设，改善农业生态与环境，建设高产稳产农田。要加大农田防护林的建设，研究表明，在农田防护林有效防护范围内，地表风速减少30%～40%，相对湿度提高10%～20%，地面蒸发率平均下降29.2%，土壤含水量增加20%～30%。另外森林本身就是CO2气体的主要吸收库，因