[科学时报]气候变化加剧 农业科研如何布局.doc

科学时报气候变化加剧 农业科研如何布局2010-9-13 9:38:00来源: 科学时报2010年9月9日 光、热、水是直接影响农业生态环境和作物产量的三个主要因素，而气候变化将直接影响这三个因素的时空分布，进而影响农业生产。 气象专家认为，在全球气候变暖的背景下，农作物的高温热害将会进一步加剧，农作物生育周期缩短，导致种子成熟度降低，造成作物产量降低。另一方面，在平均气温升高的同时，极端（最高、最低）温度的出现频率也将增加，对局部地区作物的生长发育产生抑制作用。此外，温度的升高和伴随而来的局部降水或有效水分的减少，也会影响作物光合作用的过程和强度；土壤水分的蒸发则会加速土壤中肥料的分解和流失，同时也使作物呼吸消耗增加。 从长远看，气候变化是否会威胁到我国的粮食安全，影响我国粮食生产布局和策略，这是目前科学界内部争议颇多的一个领域。 农业是气候变化最敏感的领域之一。气候变化对我国农业生产的影响存在显著的区域差异性。气候变暖对我国农作物产量的影响在有些地区是正效应，而在另一些地区则是负效应，并由于作物种类、区域、环境条件等因素的不同而不同。 因此，如何评价气候变化对我国农业的综合影响，是回答“我国未来粮食生产布局和科研方向是否要调整、如何调整”的前提条件。由于今年我国频繁出现极端天气，引发灾害，使得政府和公众增加了对“气候与粮食”、“农业技术与粮食安全”问题的关注。 近日，科学时报记者采访了中国农业科学院副院长唐华俊，以期对该问题作出科学的解释。 气候对农业的影响亟须量化评估 正如在气象学家内部就全球变化的问题争议颇多一样，在农业专家中，对气候变化对农业生产、粮食安全的影响，也存在着激烈的争议。 对地球是否变暖的问题上，气象学家有着不同的看法。一派观点认为，地球目前温度逐渐升高；另一派观点则认为，从地球地质尺度上看，不存在“变暖”的问题，尽管近些年平均温度升高，而地质历史上地球正处在一个相对的冷期。 在农业专家中，短期的升温对农业的影响是否有着举足轻重的作用，看法也不尽相同。 全球变化研究国家重大科学研究计划项目“气候变化对我国粮食生产系统的影响机理及适应机制研究”于9月7日在京启动。 项目首席科学家唐华俊以水稻为例介绍说，近些年在我国局部区域，水稻的产量和种植面积与过去相比确实有较大变化。在我国南方传统水稻产区，某些地方耕作面积减少幅度较大，而与此同时，东北等非传统水稻产区，耕作面积却在迅速增加。 上世纪80年代初，东北水稻产量在全国只占3%左右的份额，而近年来却达到全国水稻总产量的13%14%，增长了10个百分点。同时，黑龙江地区气象站点的监测数据也表明，过去50年，该地区的年平均温度增高了12。从农业生产的角度说，年平均温度增高12，对作物生长的影响是非常显著的。 基于以上事实，似乎可以说在我国东北地区，气候变化显著影响了作物布局的变化，直接导致水稻种植面积向高纬度地区的扩展。然而，如果就此作出结论，唐华俊认为尚有些仓促。 唐华俊表示，其实影响农业生产的因素，除了气象因素外，还包括耕作技术、政策法规、市场需求等诸多因素。以东北为例，目前东北采用的水稻品种，大多是通过改良的抗寒品种，能很好地适应较低的温度。 同时，水稻的耕作技术也有所提高，采取提前育秧的办法，提高了抗寒能力。此外，由于东北大米在国内享有良好声誉，市场需求较大，也刺激了稻农的生产积极性。综合考虑上述因素，在东北地区水稻产量增长的10个百分点中，到底温度变化的贡献率有多大，目前还很难给出科学、完整的结论。 从作物本身的适应性看，唐华俊说，大多数作物都有适应性，随着温度的变化，作物本身也在适应新的温度条件，其适应结果也不尽相同。有些作物受温度变化影响而减产，而有些作物在一段时间的适应后，产量在新的温度条件下反而会有一定的增高。 因此，综合分析气候变化对粮食生产的影响并进行量化评估，提出有针对性的措施是非常重要的。未来的粮食作物布局以及与此相关的农业科研发展方向等，都将建立在科学评估的结果之上。 科研能否承载未来粮食安全 9月7日启动的“气候变化对我国粮食生产系统的影响机理与适应机制研究”分为四个课题：气候变化对我国粮食生产资源要素的影响机理研究、气候变化对粮食作物种植制度与区域布局的影响机理及适应机制研究、气候变化介导的农业灾变时空演化规律研究，以及气候变化驱动的我国粮食生产系统空间数值模拟预测研究。 所谓农业的资源要素，主要包括水分、温度、土壤、作物品种等，这是农业生产的四个基本要素。种植制度，则是指一个农业地区在一定时期或者几年内适应当地条件而形成的一整套农作物种植方式。如，在特定地区，什么季节种植某种作物，哪些作物可以和其他作物套种轮作等。科学家将对过去50年气候变化是否导致水分、温度、土壤有机碳等产生变化，这种变化是否有能为人类所掌握的规律，农业生产是否需要根据气候变化进行布局调整，种植制度是否也将有所变化等关键科学问题加以研究。 目前，尽管科学界对气候变化在长时间尺度上争议颇多，但从近100年看，科学界有较多的共识：人类活动对气候变化产生了影响。而反过来看，唐华俊认为，从农业技术上说，人类目前在应对这种变化时手段相对不足。其中的原因也不仅仅是技术上的。 一位多年来致力于培养抗旱品种的农业育种专家在接受科学时报记者采访时表达了这样一种困惑：新培育的抗旱小麦品种，由于其产量比普通小麦低10多个百分点，因此在推广时往往遇到困难。旱灾无法预测，但农民只考虑产量，因而大多数农民通常不愿意采用这种品种。相似的品种推广问题不仅仅出现在个别品种上。 唐华俊认为，这种局面其实可以得到改观。他说，从理论层面，很多抗旱品种的产量问题都是可以解决的，但把科学理论变成成果，却需要更多的科研投入和时间。这类问题，实际上涉及到科研方向的调整。 科研方向重点是否有必要调整，是否要向某些领域倾斜，也有待于对气候与农业相互关系问题开展进一步的深入研究，以得出更加科学合理的结论。 综合模拟或可成为解决这些问题的一个入口。唐华俊解释说：“这是一种运用作物生长模型、农田生态模型、农业经济模型、GIS空间模拟等现代技术建立的量化的综合评价模型，可对过去50年气候变化对农业的影响给出一个综合全面的评价，并对未来30年进行预测，为国家进行气候变化国际谈判和制定我国气候变化农业应对策略提供理论依据和技术支持。” 到2030年或2050年，我国人口将达到一个高峰。在气候变化的背景下，如何确保粮食安全，也是未来农业领域的重要任务。 农业抗灾减灾或可成为补充手段 极端天气是影响农业生产和粮食安全的另一个重要因素，由于它的突发性，很难进行预测。唐华俊说，即使我们对气候变化与农业之间的关系有了完整的结论和对策，也还需要短期的应急措施，作为保障粮食安全的补充手段。 不久前，中科院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心研究员张正斌等专家提出了建立“农业防灾减灾科技服务队”的建议，提出成立专业化的救灾部队并配套专业救灾设备，并结合我国农业区域差异较大、自然灾害多样的问题，建议在县乡村三级，建立不同专业类型的现代农业抗灾减灾队伍。例如，在南方洪涝多发地区建立防汛抗（排）涝科技服务队，在北方干旱多发地区建立抗旱和节水灌溉科技服务队。 唐华俊说：“所谓科学抗灾减灾就是用科学的方法和手段来应对自然灾害，以避免和减少灾害所造成的损失。” 目前，我国已建立的相对完善的