劉芳圓，肖嗣榮，張可慧

（河北省科學院地理科學研究所，河北 石家莊 050021）

近50年來氣候變化己經(jīng)對河北省生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟系統(tǒng)產(chǎn)生明顯的不利影響。而農(nóng)業(yè)對氣候變化最為敏感，存在明顯的脆弱性。根據(jù)氣候變化和社會經(jīng)濟發(fā)展預測可知［1］，到2050年前河北省水資源供需矛盾十分尖銳，仍處于暖干化趨勢。因此，未來氣候變化將對我省人類生存環(huán)境產(chǎn)生持久影響，威脅河北省可持續(xù)發(fā)展，對我省的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生巨大影響。應采取減緩氣候變化的合理適應措施，不斷提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對氣候變化的適應能力，對減輕氣候變化的不利影響，促進我省社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。

1 氣候變化及對河北省農(nóng)業(yè)的主要影響

1.1 河北省近50年氣候變化特征及趨勢

根據(jù)中國氣象局國家氣象信息中心提供的在河北地區(qū)均勻分布的23個氣象站點數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，近50年來河北省年平均氣溫表現(xiàn)為波動上升，年氣溫的氣候傾向率為0.364℃/10a，其中冬季增溫幅度最大，其次為春季，而夏季和秋季增溫相對平緩，低于年氣溫的增幅。年降水量總體呈波動減少的趨勢，其氣候傾向率為－20.76mm/10a，春季降水量呈現(xiàn)微增的線性趨勢，夏季降水量波動減少趨勢非常明顯，秋季和冬季降水量變化趨于平穩(wěn)。另外，相對濕度的變化趨勢總體為緩慢減小，年均風速和日照時數(shù)都呈振蕩下降趨勢。

基于未來氣候自然變化趨勢和人類活動影響的預估，認為我省到本世紀末氣溫仍處于升高趨勢，而降水會有所增加，但水資源依然短缺。

1.2 氣候變化對河北省農(nóng)業(yè)的影響

1.2.1 氣候變化使農(nóng)業(yè)環(huán)境惡化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本增加

氣候變化影響了整個水循環(huán)過程，地表水資源銳減，地表灌溉面積逐漸由井灌代替，造成地下水超采嚴重，地下水位逐年下降。同時土地干化、干旱威脅加重；土地沙化和草場退化；濕地減少，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境惡化。

氣候變化從不同方面增加了農(nóng)業(yè)成本的投入。首先，氣候變化引發(fā)的災害需要更多的基礎設施建設投入，例如由于氣候干旱以及超采導致淺層地下水位下降、機井報廢與能耗劇增。據(jù)調查，每年因地下水位下降，出水量減少造成機井報廢、機泵換代，效率降低，能耗增加等形成直接經(jīng)濟損失約21.6億元。其次，氣溫升高，導致農(nóng)業(yè)病蟲草害加重，棉紅鈴蟲的發(fā)生界限可能將向北移至冀中部保定、定州一帶。二氧化碳倍增時，棉鈴蟲增加1代［2］。氣候變暖使得小麥蚜蟲、小麥條銹病多發(fā)［3］，都將增加農(nóng)藥和除草劑的用量。再次，氣溫升高導致土壤有機質的微生物分解加快以及速效氮的釋放量增大，需要施用更多的肥料以滿足作物的需要。這些都意味著農(nóng)業(yè)成本和投資需求大幅度增加。

1.2.2 氣候變化對種植制度的影響

氣溫升高使各農(nóng)業(yè)界限積溫呈增加趨勢［4］，隨著熱量資源的增加，作物生育期將會改變：冬小麥各生育期均有所提前［5］，冬小麥返青—開花期和開花—成熟期生育天數(shù)縮短，從而導致開花和成熟期提前［6］，對冬小麥產(chǎn)區(qū)的種植制度和作物品種將產(chǎn)生較大影響。氣候變暖使得本區(qū)近50年間冬小麥種植北界向北推移了30～50km。由于冬季氣溫顯著升高，麥區(qū)目前種植的強冬性冬小麥品種因冬季無法經(jīng)歷足夠的寒冷期而不能滿足春化作用對低溫的要求，將會被其他類型的冬小麥品種（如冬半年）所取代。由于氣候干化，水資源越來越短缺，在保障糧食安全的前提下，近年來河北省壓縮高耗水的作物小麥種植面積近50萬hm2。

1.2.3 極端天氣變化對農(nóng)業(yè)影響

在氣候變暖背景下，我省主要極端天氣氣候事件的頻率和強度出現(xiàn)了明顯的變化。自1965年以來我省干旱經(jīng)常發(fā)生，而且不斷加劇。近50年來，我省干旱面積平均為每10年增加約1.4%。使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)遭受的損失越來越大。2009年，我省大部地區(qū)出現(xiàn)嚴重冬旱，中南部地區(qū)旱情重、持續(xù)時間長；北部地區(qū)夏秋季發(fā)生近50年來少見的旱情。據(jù)統(tǒng)計，全省因旱受災人口82.7萬人，農(nóng)作物受災面積170.5萬hm2，絕收面積41.8萬hm2，直接經(jīng)濟損失52.96億元。2009年11月8—12日我省大部地區(qū)出現(xiàn)暴雪天氣，農(nóng)作物受災面積16.27萬hm2，造成直接經(jīng)濟損失15.27億元［7］。2010年出現(xiàn)夏旱及秋冬連旱，其中夏季干旱嚴重，造成農(nóng)作物大面積絕收和大量人員及大牲畜出現(xiàn)臨時性水困難。年內全省因旱災人口870.2萬人，農(nóng)作物受災面積95.5萬hm2，因災造成直接經(jīng)濟損失28.4億元［8］。近50年來，我省霧霾和高溫日數(shù)呈增加趨勢，也給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民健康，帶來不利影響。

2 應對氣候變化措施

2.1 管理措施

加強氣候變化治理的管理：一要進一步提高生態(tài)意識，增強生態(tài)環(huán)境知識的宣傳，增加緊迫性，使生態(tài)環(huán)境安全成為全社會的共識；二要加強組織領導，盡快健全組織領導機構，明確職責，并盡快制定與完善有關節(jié)能減排的配置政策法規(guī)，調動廣大干部、群眾參與的積極性；三要千方百計增加投入；四要總結過去節(jié)能減排的經(jīng)驗教訓，認真掌握客觀規(guī)律，減少盲目性，實施科學管理。加強土地利用的管理，保證耕地、林地、草地、濕地等適當?shù)谋壤?，保持生態(tài)系統(tǒng)平衡，提高適應氣候變化的能力。加強農(nóng)田管理，土地用養(yǎng)結合，加強適應氣候變化的農(nóng)田管理技術的研究、集成、示范與推廣。

2.2 加強農(nóng)業(yè)基礎設施建設

減少氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響，必須改善農(nóng)業(yè)基礎條件，不斷提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的應變能力和抗災減災水平。河北省水資源供需矛盾一直緊張，應以改土治水為中心，加強渠道固化防滲，減少輸水渠道漏水滲水，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)、科學灌溉，提高農(nóng)業(yè)用水效率。加強水源地污染治理，研發(fā)引進節(jié)水灌溉技術，改造地形以減少徑流和促進水吸收、減少土壤侵蝕［9］。改善農(nóng)業(yè)生態(tài)與環(huán)境，營造和養(yǎng)護農(nóng)田防護林，增強農(nóng)業(yè)系統(tǒng)抗逆性［10］。強化綜合防治自然災害的工程設施建設，提高農(nóng)業(yè)對氣候變化的適應能力和防御災害能力。

通過實施農(nóng)業(yè)面源污染防治工程，推廣化肥、農(nóng)藥合理使用技術，大力加強耕地質量建設，實施新一輪沃土工程，科學施用化肥，引導增施有機肥，全面提升地力，減少農(nóng)田氧化亞氮排放，實施“生態(tài)家園富民工程”。在農(nóng)村推廣生物技術、秸稈裂變技術、太陽能利用技術、地源熱泵技術、省柴節(jié)煤灶、吊坑技術、炊事采暖節(jié)能爐及農(nóng)村生活污水凈化處理技術等25項節(jié)能減排、節(jié)支增效技術。充分利用農(nóng)村廢棄物資源、可再生能源和農(nóng)村常規(guī)能源節(jié)能技術，加快技術推廣速度，提高農(nóng)戶應用率，使鄉(xiāng)村農(nóng)戶生活使用清潔能源，改善居住環(huán)境。

2.3 應對水資源缺乏的措施

2.3.1 科學灌溉，建立節(jié)水型農(nóng)業(yè)，降低水資源緊張造成的影響

節(jié)水方面，一是采取節(jié)水工程措施，這一措施在農(nóng)業(yè)上包括以噴灌、滴灌為代表的地上灌溉工程，以渠道防滲、低壓管道輸水、田間地面灌溉等普遍采用的地面灌溉工程，以及滲灌、地下滴灌等地下灌溉工程。二是建立節(jié)水高效的用水管理制度。在農(nóng)業(yè)上是根據(jù)作物的需水規(guī)律，把有限的灌溉水量在區(qū)域內與時間上進行最優(yōu)化分配，達到節(jié)水高產(chǎn)高效的目的。

2.3.2 開發(fā)新水源，增加抗御氣候變化而造成的缺水局面的能力

從現(xiàn)時的水資源評價成果看，在河北省近1000億m3的年降水總量中，有80%左右的降水未能作為水資源加以考慮。這一具有巨大潛力的雨水資源，如不加以利用，就又可通過蒸發(fā)返回到大氣中。實行雨水資源化，對于干旱缺水的河北省，特別是山區(qū)尤為重要。雨水是山區(qū)缺水旱莊的生活用水和農(nóng)業(yè)用水的主要水資源。這些地區(qū)利用地面、屋頂、坑塘集水，將水貯于水窖與池塘內。水窖的發(fā)展解決了許多村莊的人畜飲水問題，現(xiàn)在又發(fā)展了澆作物，將雨水集流于基本上沒有滲漏和蒸發(fā)損失的水窖等貯水池中，再配以高效節(jié)水灌溉技術，已成為河北山區(qū)解決干旱農(nóng)業(yè)缺水問題的重要途徑。

河北省蒞臨渤海西隅，平原淺層地下水中有咸水資源20.28億m3，是沿海地區(qū)可利用的寶貴水資源，尤其是河北省現(xiàn)時的經(jīng)濟發(fā)展迅速，海咸水資源的利用更為必要。海咸水利用包括直接利用與淡化利用兩部：海咸水直接利用是指在農(nóng)業(yè)利用海咸水進行灌溉，以及工業(yè)上作為冷卻用水，在城市生活中利用海水沖廁及沖洗街道，補充生產(chǎn)生態(tài)用水。特別是利用咸水灌溉在河北省具有特殊意義。滄州地區(qū)自1976年開始利用礦化度小于5.0g/L的咸水灌溉小麥，與旱地相比增產(chǎn)幅度一般為10%～30%，最高可達到49%。衡水地區(qū)1990年開始利用外援項目大面積推廣咸淡水混合灌溉技術，使小麥、玉米、棉花普遍增產(chǎn)。

2.3.3 實施虛擬水戰(zhàn)略，合理布局，緩解氣候變化造成的缺水壓力

虛擬水資源［11］是指生產(chǎn)商品與服務所需要的水資源數(shù)量。這是包含在產(chǎn)品中以“虛擬”形式體現(xiàn)出的水量。充分利用各地區(qū)的比較優(yōu)勢，水資源稟賦以及水資源利用效率的差異，所造成的生產(chǎn)相同產(chǎn)品的水資源成本不同。通過水資源商品化和資源配置全球化，來實現(xiàn)各地區(qū)水資源效益最大化。這就是實施水資源戰(zhàn)略的實質。

對于缺水的河北省，其重要方法就是通過結構調整生產(chǎn)高效節(jié)水的產(chǎn)品，來代替低效高耗水的產(chǎn)品，或通過市場調劑手段淘汰某些與本地區(qū)資源配置不相適應的高耗水產(chǎn)品。按照虛擬水資源理論，在測算各種農(nóng)作物產(chǎn)品虛擬水資源量的基礎上，依據(jù)河北省水資源比較優(yōu)勢與稟賦都較低及氣候變化有利于牧業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實，應該在保證糧食安全的前提下，選取虛擬水資源量相對少的作物進行種植，調整種植結構，利用當?shù)氐臍夂蚣巴寥赖葪l件，充分發(fā)揮虛擬水資源量的使用效益，調整農(nóng)牧比重，發(fā)展畜牧生產(chǎn)，壓縮高耗水量的作物種植面積，增加對用水利用效益高的飼料作物種植，為干旱化治理騰出更多的生態(tài)用水。同時可利用農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域間虛擬水資源含量的差異，體現(xiàn)地區(qū)間農(nóng)產(chǎn)品比較優(yōu)勢來調整作物的布局。

2.4 調整農(nóng)業(yè)結構

干旱缺水，促使農(nóng)業(yè)種植的三元經(jīng)濟模式發(fā)展。河北省種植業(yè)結構基本上是以糧為主，糧經(jīng)二元結構模式，糧食的播種面積占到72.9%。根據(jù)氣候環(huán)境的變化，科學調整種植制度，由傳統(tǒng)的糧經(jīng)二元種植結構轉變?yōu)榧Z、經(jīng)、飼三元種植結構。發(fā)展飼料、飼草生產(chǎn)，能較好適應北方降水少，雨季集中在7～8月的氣候特點和中、低產(chǎn)田改造的要求。很多牧草是多年生植物，具有抗旱的特點，用水量少、產(chǎn)量高、經(jīng)濟效益高。并且通過草、糧輪作可提高土地的肥力。糧、經(jīng)、飼三元種植結構模式正在黑龍港平原的衡水、滄州及邯鄲、邢臺東部地區(qū)得到不斷發(fā)展。

2.5 建立健全極端天氣應急方案

氣候變化背景下，極端天氣事件趨多趨強，而對農(nóng)作物產(chǎn)量的影響可能主要來自于極端氣候事件頻率的變化［12］。目前，我省對極端天氣的防控技術及應急預案相對缺乏［13］。在我省，冬季的凍災，大面積的干旱及夏季短時間內的強降水都是造成減產(chǎn)或絕收的重要原因，針對此類氣候災害，以河北省應對氣候變化辦公室為龍頭，組織河北省水利、氣象、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、城建等多部門聯(lián)動，建立極端天氣應急管理體系，制定切實可行的科學預警與應急方案，做到防災減災。

2.6 加強相關科學研究，強化監(jiān)測網(wǎng)建設

科技是第一生產(chǎn)力，只有摸清氣候變化機理，加強優(yōu)良新品種的培育，才能為農(nóng)業(yè)應對氣候變化提供強有力的科技支撐。針對未來氣候變化對農(nóng)業(yè)的可能影響，分析未來光、溫、水資源重新分配和農(nóng)業(yè)氣象災害的新格局，改進作物品種布局，有計劃地培育和選用抗旱、抗?jié)?、抗高溫和低溫等抗逆品種，采用防災抗災、穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的技術措施，預防可能加重的農(nóng)業(yè)病蟲害。推廣抗旱等農(nóng)作物優(yōu)良品種，提高對氣候變化的應變能力。在種植業(yè)，極端性天氣災害可能造成一年生作物當季欠收甚至絕收，而對多年作物的影響還具有延續(xù)性［15］，災后恢復技術的研究和推廣將降低氣候變率和波動性帶來的損失。從而促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

氣象災害與極端氣候事件已引起了各方的注意。因而對氣候災害的預測與預警要求也越來越高。這就要求有高精度的氣溫、降水、蒸發(fā)等氣象要素及地表、地下水、土壤墑情等水資源信息為預測依據(jù)。而目前河北省在這些方面的站點布設密度及觀測精度等方面尚存在不少的問題，因而需根據(jù)測報的需要調整站網(wǎng)布局，特別是在自然條件變化較大，人類活動劇烈的地區(qū)加密監(jiān)測網(wǎng)點。為提高氣候變化預報的精度與延長預警的時間，需在監(jiān)測網(wǎng)站中更新淘汰落后的觀測設備，增加自動測報設備。另外，利用遙感、衛(wèi)星影像等高科技手段，對河北省農(nóng)作物的病蟲害、產(chǎn)量、墑情等遙感監(jiān)測，建立本底數(shù)據(jù)庫，為災情預警及農(nóng)業(yè)信息化提供技術支持。

3 小結

全球變暖，對農(nóng)業(yè)必將產(chǎn)生深遠的影響，由于區(qū)域性的差異及氣候的隨機性，氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響是一個復雜的過程。科學的管理，及時的應對，節(jié)約資源，高效利用資源，是有效減少氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響的最有效方法。

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