全 文 ：气候变化背景下我国农业热量资源的变化
趋势及适应对策*
赵俊芳摇 郭建平**摇 马玉平摇 俄有浩摇 王培娟摇 邬定荣
(中国气象科学研究院, 北京 100081)
摘摇 要摇 根据区域气候模式 PRECIS输出的未来 A2 气候情景(2011—2050 年)以及基准气候
时段(1961—1990 年)的逐日资料,对 2011—2050 年我国农业热量资源的变化趋势进行了预
测.结果表明: 与 1961—1990 年相比,未来 A2 气候情景下,2011—2050 年我国大部分地区的
平均无霜期日数延长趋势明显,主要表现为终霜冻日的提前和初霜冻日的推迟;各地日均气
温稳定通过 0 益的持续日数也明显延长,大部分地区延长了 1 ~ 14 d,其中 2041—2050 年,青
藏地区大部、长江中下游地区大部、甘新地区西部和西南地区北部均可延长 49 d;我国大部分
地区逸0 益积温均呈增加趋势.为适应未来农业热量资源的变化,应进一步调整农业种植制
度、优化农业生产布局和发展生物技术等,以实现我国农业的可持续发展.
关键词摇 未来气候变化摇 农业热量资源摇 影响摇 适应对策
文章编号摇 1001-9332(2010)11-2922-09摇 中图分类号摇 S162. 3摇 文献标识码摇 A
Change trends of China agricultural thermal resources under climate change and related
adaptation countermeasures. ZHAO Jun鄄fang, GUO Jian鄄ping, MA Yu鄄ping, E You鄄hao,
WANG Pei鄄juan, WU Ding鄄rong (Chinese Academy of Meteorological Sciences, Beijing 100081,
China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2010,21(11): 2922-2930.
Abstract: Based on the 2011-2050 A2 climate scenario derived from the regional climate model
PRECIS and the daily data of 1961 - 1990 baseline climate condition, this paper analyzed the
possible changes of the agricultural thermal resources in China from 2011 to 2050. Comparing with
the baseline climate condition in 1961-1990, the average frost鄄free periods in most parts of China
in 2011-2050 under A2 climate scenario would have an obvious extension, mainly manifested in
the advance of last frost date and the postpone of first frost date. The days with the daily average
temperature stably passing 0 益 would also prolong significantly, and extend from 1 day to 14 days
in most parts of the country. Especially from 2041 to 2050, the days with the daily average temper鄄
ature stably passing 0 益 in most regions of Qinghai鄄Tibet Plateau, middle and lower reaches of
Yangtze River, and western and southwestern regions of Gansu and Xinjiang could be extended by
49 days. The 逸0 益 accumulated temperatures in most parts of the country would have increasing
trends. In order to meet the future change trend of our agricultural thermal resources and to realize
the sustainable development of agriculture in China, some countermeasures should be formulated,
e. g. , further adjusting agricultural cropping system, optimizing agricultural production distribution,
developing biotechnology, and so on.
Key words: future climate change; agricultural thermal resource; impact; adaptation countermeas鄄
ure.
*中国气象局气候变化专项(CCSF鄄09鄄12)、“十一五冶国家科技支撑
计划项目 ( 2006BAD04B02 ) 和公益性行业 (农业 ) 科研专项
(GYHY200803028)资助.
**通讯作者. E鄄mail: gjp@ cams. cma. gov. cn
2010鄄02鄄11 收稿,2010鄄08鄄28 接受.
摇 摇 气候变化背景下我国的粮食安全已受到威胁.
揭示和评估气候变化及其对我国农业气候资源的影
响是气候变化研究领域的重要问题之一. IPCC 第四
次评估报告[1]指出,气候变化对农业生产的影响是
明显而广泛的,将使农业生产的不稳定性增加、结构
和布局改变、局部地区农业气象灾害事件加剧.这预
示 2020—2050 年间我国农业生产将受到气候变化
的严重冲击,气候变化将直接影响我国的农业气候
应 用 生 态 学 报摇 2010 年 11 月摇 第 21 卷摇 第 11 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Nov. 2010,21(11): 2922-2930
资源,并最终影响粮食安全.
农业生产是一个对自然条件尤其是气候条件依
赖程度很强的过程,农业气候资源变化必然对其产
生重大影响.热量资源是农业气候资源的重要组成
部分,在很大程度上决定了当地的自然景观、适生作
物种类、耕作制度以及各种农事活动,通常用农业界
限温度、积温、无霜期等指标来衡量[2] . 近年来,由
于全球气温的不断升高,气候变化对农业热量资源
的影响及适应方面的研究引起了国内外学者的普遍
关注[3-6],大量研究成果对研究农业对气候变化的
响应具有积极的贡献. 但以往的大多数研究以区域
性研究为主[7-10],且主要是基于历史资料对我国农
业气候资源的形成机理、分布特征、变化趋势等进行
分析,而在国家尺度上的相关研究则较少,气候变化
背景下对我国未来农业气候资源的预测研究更是少
见且不够深入.为此,本文采用区域气候模式 PRE鄄
CIS输出的未来 A2 气候情景(2011—2050 年)逐日
资料以及基准气候时段(1961—1990 年)的逐日资
料,对 2011—2050 年中国农业热量资源的变化趋势
进行预测,并提出了有效、合理的对策措施,以期为
未来我国农业应对气候变化、合理开发利用气候资
源、调整种植区划和农业生产布局提供重要的科学
依据.
1摇 资料与方法
1郾 1摇 数据来源
本文使用区域气候模式 PRECIS(分辨率 50 km
伊50 km)输出的未来 A2 气候情景(2011—2050 年)
逐日资料以及基准气候时段(1961—1990 年)逐日
资料,包括逐日降水、太阳总辐射、平均温度、最低温
度、最高温度、相对湿度、风速.利用 FORTRAN 程序
将日值累积计算得到年值,并通过 GIS 技术进行空
间表达.
1郾 2摇 未来气候情景的选择
为了估计温室气体浓度变化对全球气候、社会
经济的影响,政府间气候变化专门委员会(IPCC)组
织各国专家在大量模型分析的基础上,提出了未来
100 年全球温室气体的排放情景,即 SRES 情景[1] .
SRES设计了 4 种世界发展模式: A1 为高经济发展
情景,在这种发展情景下世界人口趋于稳定,高新技
术广泛应用,全球合作、经济快速发展;A2 为国内或
区域资源情景,在这种情景下人口持续增长,新技术
发展缓慢,注重区域性合作;B1 为全球可持续发展
情景,在这种情景下世界人口趋于稳定,清洁能源得
以引用,生态环境得到改善;B2 为区域可持续发展
情景,在这种情景下人口以略低 A2 的速度增长,世
界体现出区域化倾向,并注重区域生态改善.
在现有资料的基础上,本研究采用 IPCC 温室
气体未来排放情景 A2,即国内或区域资源情景,其
输出结果作为预测 2011—2050 年我国农业热量资
源的输入数据. 根据各耦合模式的预测结果,未来
A2 排放情景下,2021—2050 年全球年均气温将比
1961—1990 年增加 0郾 5 益 ~ 1郾 4 益,年均降水量将
增加 1郾 2% [1] .
1郾 3摇 稳定通过界限温度的起止日期的确定
某地区一年内农作物可能生长的时期为气候生
长期,一般以逸0 益界限指标进行评价. 逸0 益的持
续日数可代表整个农业生产年度,称为适宜农耕期,
它反映了一个地方农事活动期的长短.本研究中逸0
益界限温度起止日期的求算采用五日滑动平均法进
行确定[11] .
1郾 4摇 无霜期的确定
无霜期指从当地的平均终霜次日到平均初霜前
一日之间的天数,一年中无霜期越长,对作物生长越
有利.本研究以日均最低气温≦ 2 益作为霜冻指标
分析初、终霜冻日出现的日期.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 气候变化背景下我国农业热量资源变化趋势
2郾 1郾 1 无霜期 摇 A2 情景下,与基准状态相比,
2011—2050 年我国大部分地区平均无霜期日数的
延长趋势明显.主要表现为终霜冻日的提前和初霜
冻日的推迟.
每年入秋后第一次出现的霜冻称为初霜冻.未
来 A2 气候变化情景下,2011—2050 年我国大部分
地区平均初霜冻日较基准气候状态下的平均水平均
有不同程度的推迟(图 1),大部分地区平均初霜冻
日推迟了 5 ~ 20 d左右,尤以中北部最甚,一定程度
上说明中北部地区今后受气候变暖影响的趋势较
大,这主要是由于这些地区未来升温幅度较大. 与
1961—1990 年相比,2010—2020 年东北地区、内蒙
古东部、华北东部、华东地区以及华南北部部分地区
的平均初霜冻日将推迟 1 ~ 4 d,我国中北部的陕西、
宁夏、甘肃和青海等地将推迟 5 ~ 20 d,小部分地区
可推迟 21 ~ 50 d(图 1A);2021—2030 年内蒙古大
部、新疆北部以及宁夏、甘肃、青海的部分地区的平
均初霜冻日将推迟5 ~ 10 d,局部地区将推迟11 ~
329211 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 赵俊芳等: 气候变化背景下我国农业热量资源的变化趋势及适应对策摇 摇 摇 摇 摇
图 1摇 A2 情景下 2011—2050 年与 1961—1990 年我国初霜冻日的比较
Fig. 1摇 First frost date from 2011 to 2050 compared with 1961-1990 under A2 scenario in China (d).
A: 2011-2020; B: 2021 -2030; C: 2031 -2040; D: 2041 -2050. 负值代表提前天数,正值代表推迟天数 Negative value indicated the days in
advance, while the positive value indicated the days delayed. 下同 The same below.
图 2摇 A2 情景下 2011—2050 年与 1961—1990 年我国终霜冻日的比较
Fig. 2摇 Last frost date from 2011 to 2050 compared with 1961-1990 under A2 scenario in China (d).
4292 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
20 d(图 1B);2031—2040 年我国大部分地区平均初
霜冻日的出现时间将推迟 5 ~ 50 d(图 1C);2041—
2050 年我国大部分地区的平均初霜冻日将推迟 5 ~
20 d(图 1D). 2011—2050 年平均初霜冻日提前的地
区较少,零星分布于青藏高原的部分地区以及西南
地区、长江中下游地区和华南地区.
每年春季最后一次出现的霜冻称为终霜冻. A2
情景下,2011—2050 年我国大部分地区平均终霜冻
日的终止时间均早于基准状态(图 2). 与 1961—
1990 年相比,2011—2020 年间,除青藏高原及长江
中下游平原的部分地区,我国大部分地区平均终霜
冻日大概提前 1 ~ 13 d(图 2 A);2021—2030 年我国
华南南部部分地区的平均终霜冻日甚至会提前
0郾 5 ~ 1个月(图 2 B);2031—2040 年我国东北大部、
华北平原、新疆大部以及长江下游地区的平均终霜
冻日将提前 6 ~ 13 d,西部的大部分地区甚至会提前
16 ~ 30 d(图 2 C);2041—2050 年吉林和内蒙古的
交界处、华北平原南部以及我国西部部分地区的平
均终霜冻日将提前 1 ~ 5 d,其他大部分地区将提前
6 ~ 30 d(图 2 D). 2011-2050 年平均终霜冻日推迟
的地区较少 ,零星分布于青藏高原的部分地区以及
西南地区、长江中下游地区和华南地区.
上述结果说明,未来气候变化背景下全国大部
分地区无霜期将明显延长,热量资源显著增加,有利
于农业生产,这与许艳等[12]和杜军等[13]用站点资
料得出的无霜期变化趋势基本一致.
2郾 1郾 2 农耕期摇 日均气温稳定通过 0 益的持续日数
通常称为农耕期,它反映了一个地方农事活动期的
长短.日均气温稳定通过 0 益的持续日数是日均气
温逸0 益出现的初日和终日之间的天数. 与基准气
候时段相比,未来 A2 气候情景下,2011—2050 年我
国各地日均气温稳定通过 0 益持续日数明显延长,
大部分地区将延长 1 ~ 14 d,其中 2041—2050 年,除
华南地区外,青藏地区大部、长江中下游地区大部、
甘新地区西部和西南地区北部均将延长 49 d(图
3).主要表现为日均气温逸0 益出现的初日提前和
终日推迟.
与基准气候时段相比,未来 A2 气候情景下,
2011—2050 年我国大部分地区日均气温逸0 益初日
出现日期均有不同程度的提前(图 4). 与 1961—
1990 年相比,2011—2020 年除内蒙东北部、新疆西
部、西藏东南部以及黄河以南的部分地区外 (图
4A)、2021—2030 年除内蒙古长城沿线地区的东北
部、东北地区西北部、西南地区中部以及华南地区西
北部的部分地区外,我国其他地区初日日期可提前
1 ~ 19 d 左右(图 4B);2031—2040 年,甘新、青藏、
东北、内蒙古、长城沿线区的全部及黄土高原区、黄
淮海区、长江中下游、华南地区的大部分地区均可提
前 20 d以上(图 4C);2041—2050 年,除西南地区中
部和华南地区中部的零星地区外,我国大部分地区
日均气温逸0 益初日出现日期可提前 20 d 以上(图
4D). 2011—2050 年日均气温逸0 益初日出现推迟
的地区较少 ,零星分布于青藏高原的部分地区以及
西南地区、长江中下游地区、华南地区、东北地区和
内蒙古长城沿线.
与基准气候时段相比,未来 A2 气候情景下,我
国大部分地区日均气温逸0 益终日出现日期的延迟
程度非常明显 (图 5 ). 与 1961—1990 年相比,
2011—2020 年,除甘新地区西北部、青藏地区西部、
东北地区西南部等地的部分地区外,我国其他地区
的终日将延迟 1 ~ 26 d 左右(图 5A);2021—2030
年,东北地区、内蒙古及长城沿线区、青藏地区、甘新
地区等地的大部分地区终日均延迟 10 ~ 26 d(图
5B);2031—2040 年,除长江中下游北部、西南地区
北部和青藏区南部的零星地区外,我国大部分地区
终日都有不同程度的延迟(图 5C);2041—2050 年,
我国各地区终日延迟将更加明显,长江中下游地区
和西南地区大部、华南地区日均气温逸0 益终日出
现日期将延迟 1 ~ 5 d,其他地区将延迟 6 ~ 26 d(图
5D). 2011—2050 年日均气温逸0 益终日出现提前
的地区较少,零星分布于西北部的部分地区以及黄
淮海地区、西南地区和华南地区.
未来气候变化背景下,我国各地日均气温稳定
通过 0 益的持续日数将不同程度延长,热量资源将
显著增加,对农业生产较有利,这与李元华等[14]和
杜军等[15]的研究结果相吻合.
2郾 1郾 3 积温摇 积温可反映某地农业生产中的热量资
源状况,它影响该地的作物布局、品种和熟制的形
成[16] .日均气温稳定通过 0 益的持续期为农作期或
广义的植物生长期.日均气温逸0 益时,土壤开始解
冻、草木萌动,日均气温<0 益时, 土壤开始冻结、越
冬作物停止生长,逸0 益积温可以反映农作物利用
的总的热量状况[17] .
与基准气候时段相比,A2 气候情景下,2011—
2050 年全国大部分地区逸0 益积温均呈增加趋势
(图 6). 与 1961—1990 年相比,2011—2020 年全国
多数地区逸0 益积温将增加 1 ~ 300 益·d,增加最
少的地区为青藏高原西北部,增幅在100 益·d以
529211 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 赵俊芳等: 气候变化背景下我国农业热量资源的变化趋势及适应对策摇 摇 摇 摇 摇
图` 3摇 A2 情景下 2011—2050 年与 1961—1990 年我国日均气温逸0 毅C持续日数的比较
Fig. 3摇 The days of daily average air temperature 逸0 毅C from 2011 to 2050 compared with 1961-1990 under A2 scenario in China (d).
图 4摇 A2 情景下 2011—2050 年与 1961—1990 年我国日均气温逸0 毅C初日的比较
Fig. 4摇 Beginning date of daily average air temperature 逸0 毅C from 2011 to 2050 compared with 1961-1990 under A2 scenario in
China (d).
6292 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
图 5摇 A2 情景下 2011—2050 年与 1961—1990 年我国日均气温逸0 毅C终日的比较
Fig. 5摇 Ending date of daily average air temperature 逸0 毅C from 2011 to 2050 compared with 1961-1990 under A2 scenario in China
(d).
图 6摇 A2 情景下 2011—2050 年与 1961—1990 年我国逸0 毅C积温的比较
Fig. 6摇 逸0 毅C accumulated temperature from 2011 to 2050 compared with 1961-1990 under A2 scenario in China (益·d).
729211 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 赵俊芳等: 气候变化背景下我国农业热量资源的变化趋势及适应对策摇 摇 摇 摇 摇
内,我国地势第二阶梯的广大地区以及塔里木盆地
均增加约 201 ~ 300 益·d,其余地区将增加 101 ~
200 益·d;2021—2030 年全国各地逸0 益积温将增
加 1 ~ 600 益·d,增加最多的为新疆以及湖北和浙
江的大部分地区,达 401 ~ 500 益·d,青藏高原仍增
加最少,约增加 101 ~ 200 益·d,东北地区、河北北
部、内蒙东北部将增加 201 ~ 300 益·d,其余地区将
增加 301 ~ 400 益·d;2031—2040 年全国各地逸0
益积温将增加 1 ~ 800 益·d,徐州、郑州、南阳和汉
中一线以南地区将增加 600 益·d 以上,东北平原、
河北、山东、陕西及其周边地区、内蒙古西部以及天
山以北地区将增加501 ~ 600 益·d,内蒙古中部、甘
肃、宁夏、山西将增加 401 ~ 500 益·d,青藏高原将
增加不超过 400 益·d;2041—2050 年,除青藏高原
逸0 益积温的变化不大、淮河以南有所下降外,其余
地区仍有所增加,四川盆地、新疆塔里木和吐鲁番盆
地中部以及河北部分地区将增加 701 ~ 800 益·d,
广东、福建、海南、广西南部、云南东南以及新疆北
部、内蒙中部、山西、河北北部、山东东部将增加
501 ~ 600 益·d,除辽宁以外的东北大部分地区将
增加 401 ~ 500 益 ·d,青藏高原的增加量将仍在
400 益·d以内.
2郾 2摇 有效利用未来农业热量资源的科学对策
针对未来气候变暖的趋势及其对我国农业热量
资源的可能影响,合理调整农业生产结构、高效利用
农业热量的主要途径和技术措施,对我国农业可持
续发展具有重要意义.
2郾 2郾 1 优化农作物适宜种植区布局、调整农业种植
制度摇 农作物种植结构调整和作物布局优化的基本
要求是:实现有限农业资源的最优化配置,以达到效
益最大化,即最大限度地提高资源配置的效率,使农
业生产向“高产、稳产、高效冶的区域转移.应根据我
国各地区热量资源特点及作物生物特性等因子,优
化适宜种植区、调整种植制度.粮食产量的提高离不
开复种指数的提高.对于农业热量资源增加的地区,
气候变暖为该区农业的发展提供了机遇,特别是为
提高农作物复种提供了可能,要抓住机遇,稳妥地推
进新作物新品种扩种的步伐. 在能保证水分条件的
双季稻区,应尽量采用双季稻多熟制,减少冬闲田的
面积. 在双、单混作区, 可适当发展再生稻,充分利
用旱季稻田的土地和光温资源,发展中稻鄄再生稻、
中稻鄄再生稻鄄冬菜等多熟制. 在水分条件不适宜种
水稻的地区, 应充分利用光热资源,发展旱地立体
栽培多熟制.气候变暖,使冬季气温相应提高,应提
高冬闲田的利用率,大力发展冬季农业和设施农
业[18] .
2郾 2郾 2 发展生物技术、确定适宜栽培品种 摇 针对未
来气候变化对农业热量资源的可能影响,选育优良
品种是最根本的适应性对策之一. 21 世纪农业发展
的主流将是先进的生物技术与常规农业技术的融
合,可通过体细胞无性繁殖变异技术、体细胞胚胎形
成技术、原生质融合技术、DNA 重组技术等,快速有
效地培育出抗逆性强、高产优质的作物新品种.通过
合理调整农作物播期,并适当采用调控措施,充分利
用各地区农业热量资源.
此外,为了强化人类适应气候变化及其对农业
热量资源影响的能力,需加强生物固氮、抗御逆境、
设施农业和精确农业等方面的技术开发,以提高科
研成果的转化率.
2郾 2郾 3 趋利避害、主动避灾 摇 针对未来气候变暖的
趋势,应全面分析当地热量条件的时空分布,合理利
用农业热量资源,避免或减轻不利热量条件的影响.
冬季平均气温和最低气温升高可使作物冻害几率降
低、作物生育期提前,有利于亚热带良种作物引进和
越冬作物生长;温暖季节灌溉可以降低地温;冬前浇
冻水可以提高冬季地温;春季灌溉可以防霜冻;地膜
覆盖可提高地温和近地面气温,使生长季提前,避免
作物生长后期的热量不足;日光大棚和拱棚种植能
高效利用光照资源,实现了蔬菜和瓜果的周年种植.
但热量条件经常出现波动,超出农业生产的利
用范围,对农业生产造成危害. 冬季气候变暖,使越
冬病虫卵蛹死亡率降低,使越冬虫源、菌源基数增
加,加重了病虫害对农业生产的危害程度,使农业投
资成本增加[19] . 因作物生育期提前,使作物遭受春
季低温冷害的风险也在加大. 因此,采用防灾抗灾、
稳产增产的技术措施,可建立减少和抵抗农业气象
灾害的新格局,预防可能加重的农业病虫害.
2郾 2郾 4 加强宣传教育、增强农民适应气候变化的意
识摇 在我国,绝大多数地区农民发展农业生产只是
按照几十年来形成的习惯,作物丰收与否只凭运气
和天气,农业生产完全是盲目进行.如果认识不到气
候变化的规律,即使有各种应对气候变化的政策措
施,农民也只是消极执行甚至完全抵制.所以必须加
强对农民的宣传教育,提高其对气候变化的认识.特
别是县乡镇村的领导干部要深入最基层,扎扎实实
做好对农民的宣传教育工作,使农民充分意识到农
业生产必须进行调整以适应气候变化.另外,技术推
广站的技术人员要深入农户,使农民切实掌握各种
8292 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
农业适应技术.只有农民积极主动地执行气候适应
政策,才能真正实现农业对未来气候变化的适应,实
现农业的可持续发展.
3摇 讨摇 摇 论
中国是一个人口众多的农业大国,70%的人口
集中在农村[20] .热量资源是制约农业生产的重要因
素之一,对热量资源的合理利用是农业可持续发展
的基础.在农业气象中一般采用保证率对各个时段
热量资源各要素进行分析,本研究目前只是初步分
析我国未来热量资源的可能变化趋势,所以采用了
平均值而没有考虑保证率,在进一步的研究中,如农
作物布局、区划、种植制度等方面,将会考虑保证率
的问题.农业种植结构的变化除受热量因素影响外,
还受当地的经济水平、土壤、水质、农业技术、政策、
市场等因素的影响,且全国各地热量增幅的差异较
大,在制定农业应对措施时应结合当地的实际情况.
尽管全球气候均呈变暖趋势[1],但由于全国各地热
量变幅差异较大,仍然有可能在低温年出现区域性
和阶段性冷害.因此,在实际生产过程中,在不同气
候区和不同冷暖时期,要考虑不同熟型作物品种的
适当比例种值,从而提高抗御低温冷害的能力. 此
外,本文使用的未来气候情景数据,将是造成最后预
测结果较大不确定性的主要原因之一. 气候变化情
景的不确定性主要源于气候模式的不完善(原因在
于气候模型中考虑的因素不全面、对极端天气事件
模拟能力较差等)和未来温室气体排放情景的不确
定(主要原因在于不能准确地描述未来几十、上百
年社会经济、环境变化、土地利用变化和技术进步等
非气候情景) [21] .相信随着科学技术水平的发展,这
些不确定性将有所降低.
适应气候变化是我国农业可持续发展的重要措
施,但仍有以下问题必须给予高度重视:
1)多熟制种植制度的北移.多熟制种植北界主
要以热量资源为指标,但多熟制种植能否实现除取
决于热量资源外,还受水分、经济利益等众多因素的
影响.众所周知,限制我国北方地区农业生产的主要
气候因素是降水不足,而多熟制种植必将需要更多
的水资源,从而进一步加剧水资源供需矛盾.从理论
上讲,未来两熟制北界将会大幅北移.但在北方地区
的气候特点是秋季和春季降水稀少,冬小麦正常生
长发育所需的大量水资源必须依靠地下水灌溉,这
必将导致地下水位的进一步下降,也会对玉米等秋
收作物的用水带来问题.因此,多熟制种植北移仍需
慎重.
2) 晚熟品种种植的北移.气候变暖必将导致有
效生长季延长和积温增加,使农作物晚熟品种北移
成为可能.我国农业在适应气候变化方面有自动适
应和被动适应两方面:一方面,农业经营者根据自己
的经验和判断,充分利用已知的信息,调整作物的播
种期和品种;另一方面,也会受外界干预来调整种植
制度和作物品种.虽然,气候的总变化趋势表现为不
断变暖,但气候的不稳定性和波动性也在增强,由此
导致年际间生长季长度和积温的不稳定.因此,一旦
遇到低温年,农作物的晚熟品种不能正常成熟,从而
造成产量下降和品质变差.
3)播种期的调整.调整农作物播种期是适应气
候变化的有利措施之一,不仅可更好地利用农业气
候资源,而且能在一定程度上减轻农业气象灾害的
影响.但调整作物播种期必须充分考虑农业气候资
源的年际波动和极端气候事件频率的增大. 如由于
气候变暖的影响,我国黄淮海地区冬小麦冬前积温
普遍增加,如按照 20 世纪中期的播种期种植小麦,
往往使小麦冬前生长过旺,不利于越冬,但如果种植
偏晚,一旦遇到秋季气温偏低,常出现冬前小麦生长
不足,苗情偏弱.因此,必须加强相关的研究来适应
气候变化,才能保障我国农业生产的可持续发展和
粮食安全.
致谢摇 衷心感谢中国农业科学院许吟隆研究员提供的未来
气候情景数据.
参考文献
[1] 摇 IPCC. Climate Change 2007: Synthesis Report. Oslo:
Intergovernmental Panel on Climate Change, 2007
[2]摇 Zeng W鄄C (甑文超). Fundamentals of Meteorology and
Agrometeorology. Beijing: China Meteorology Press,
2006 (in Chinese)
[3]摇 Liu Z鄄J (刘志娟), Yang X鄄G (杨晓光), Wang W鄄F
(王文峰), et al. Characteristics of agricultural climate
resources in three provinces of Northeast China under
global climate change. Chinese Journal of Applied
Ecology (应用生态学报), 2009, 20(9): 2199-2206
(in Chinese)
[4]摇 Liu SX, Mo XG, Lin ZH, et al. Crop yield responses to
climate change in the Huang鄄Huai鄄Hai Plain of China.
Agricultural Water Management, 2010, 97: 1195-1209
[5]摇 Guo W鄄L (郭文利), Wu C鄄Y (吴春艳), Liu F(柳摇
芳), et al. Calculation of different ensurance probabili鄄
ties of heat resource and analyses of the calculated
results. Transactions of the Chinese Society of Agricultur鄄
al Engineering (农业工程学报), 2005, 21(4): 145-
929211 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 赵俊芳等: 气候变化背景下我国农业热量资源的变化趋势及适应对策摇 摇 摇 摇 摇
149 (in Chinese)
[6]摇 Tao FL, Yokozawa M, Hayashi Y, et al. Future climate
change, the agricultural water cycle, and agricultural
production in China. Agriculture, Ecosystems & Environ鄄
ment, 2003, 95: 203-215
[7]摇 Zhao H (赵摇 鸿), Li F鄄M (李凤民), Xiong Y鄄C (熊
友才), et al. Effects of air temperature change on
spring wheat growth at different altitudes in northwest
arid area. Chinese Journal of Applied Ecology (应用生
态学报), 2009, 20(4): 887-893 (in Chinese)
[8]摇 Chavas DR, Izaurralde RC, Thomson AM, et al. Long鄄
term climate change impacts on agricultural productivity
in eastern China. Agricultural and Forest Meteorology,
2009, 149: 1118-1128
[9]摇 Zhao D鄄S (赵东升), Wu S鄄H (吴绍洪), Zheng D
(郑 摇 度 ), et al. Spatial patterns of eco鄄climatic
factors on Tibetan Plateau. Chinese Journal of Applied
Ecology (应用生态学报), 2009, 20(5): 1153-1159
(in Chinese)
[10]摇 Wu K鄄T (吴坤悌), Wang S (王摇 胜), Chen M (陈
明). Comparison of climatic conditions between Taiwan
island and Hainan island, and their influence on plant鄄
ing. Chinese Journal of Tropical Crops (热带作物学
报), 2006, 27(3): 105-110 (in Chinese)
[11] 摇 Qu M鄄L (曲曼丽). Agro鄄climatic Internship Guide.
Beijing: Beijing Agricultural University Press, 1991 (in
Chinese)
[12]摇 Xu Y (许 摇 艳), Wang G鄄F (王国复), Wang P鄄X
(王盘兴). Climatic change of frost in China in recent
50 a. Scientia Meteorologica Sinica (气象科学 ),
2009, 29(4): 427-433(in Chinese)
[13]摇 Du J (杜摇 军), Xiang Y鄄Y (向毓意). Climatic char鄄
acteristics of the frost season variation during the last
forty years in Lhasa. Quarterly Journal of Applied
Meteorology (应用气象学报), 1999, 10 (3): 379 -
383(in Chinese)
[14]摇 Li Y鄄H (李元华), Liu X鄄F (刘学锋), Liu L (刘摇
莉), et al. Analysis on the changes of the accumulated
temperature on 0 益 limit in recent 50 years in Hebei
Province. Journal of Arid Land Resources and Environ鄄
ment (干旱区资源与环境), 2006, 20 (4): 12 -15
(in Chinese)
[15]摇 Du J (杜摇 军), Hu J (胡摇 军), Sonam N (索朗欧
珠). Climatic change of agriculture critical temperature
over Tibetan plateau from 1971 to 2000. Acta
Geographica Sinica (地理学报), 2005, 60(2): 289-
298 (in Chinese)
[16]摇 Li J (李摇 军), Gao P (高 摇 苹), Chen Y鄄C (陈艳
春), et al. Relationships between farming system and
effective accumulated temperature in East China.
Chinese Journal of Ecology (生态学杂志), 2009, 27
(3): 361-368 (in Chinese)
[17]摇 Sun L鄄D (孙兰东), Liu D鄄X (刘德祥). Characteris鄄
tics of heat resources in response to climate change in
Northwest China. Arid Meteorology (干 旱 气 象 ),
2008, 26(1): 8-12 (in Chinese)
[18]摇 Wang X鄄R (王效瑞). Climate change and optimum
decision for agriculture in Anhui Province. Journal of
Anhui Agricultural University (安徽农业大学学报),
2000, 27(3): 309-312 (in Chinese)
[19]摇 Ye C鄄L (叶彩玲), Huo Z鄄G (霍治国), Ding S鄄L (丁
胜利), et al. Advance in study on formation of meteor鄄
ological environment causing crop爷s diseases and insect
pests. Journal of Natural Disasters (自然灾害学报),
2005, 14(1): 90-97 (in Chinese)
[20] 摇 Xiong W, Holman I, Lin ED, et al Climate change,
water availability and future cereal production in China.
Agriculture, Ecosystems & Environment, 2010, 135: 58
-69
[21]摇 Xu Y鄄L (许吟隆), Xue F (薛摇 峰), Lin Y鄄H (林一
骅 ). Changes of surface air temperature and
precipitation in China during the 21st century simulated
by HadCM2 under different greenhouse gas emission sce鄄
narios. Climatic and Environmental Research (气候与
环境研究), 2003, 8(2): 209-217 (in Chinese)
作者简介 摇 赵俊芳,女,1977 年生,博士,助理研究员. 主要
从事农业气象、全球变化、陆地碳循环等研究,发表论文 30
余篇. E鄄mail: zhaojf@ cams. cma. gov. cn
责任编辑摇 杨摇 弘
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