氣候變化,影響全球農業——災害增加、布局改變,糧食品質

2020-12-05 騰訊網

氣候變化

對全球農業的影響

近期以來，人類的運氣似乎不太好，除了新冠疫情的大幅蔓延，還有澳洲大火、非洲蝗災等一系列全球範圍的災害，而許多自然災害，比如乾旱、洪澇、雷暴、冰雹、風暴、高溫天氣的發生，與全球氣候變化是分不開的。

從工業化前時代以來，全球平均溫度已經上升了約1.1°C，溫室氣體排放量更是達到創紀錄的水平。世界氣象組織（WMO）秘書長表示，按照目前的二氧化碳排放形勢，本世紀末全球溫度會升高3至5°C。而CO 濃度變化、自然災害等一系列問題又會對全球農業造成持續的影響。

農業影響

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極端氣候條件

據報導，氣候變化使得一些極端事件變得更加頻繁且更具破壞性。去年，亞馬遜森林大火、義大利洪水、澳大利亞大火等極端災害，使人們的生產生活蒙受了巨大的損失，許多果園甚至直接被大火化作灰燼。

在2019年9月到2019年12月，澳大利亞經歷了120年來最乾旱的一次。持續到2020年的叢林大火比平常更早開始。2019年12月18日是其有記錄以來最熱的全國平均氣溫，為41.9°C。整個國家的乾旱加速了農作物的損失，然後穀類穀物無法生長，只能做出乾草用作動物飼料。澳大利亞小麥的損失非常巨大，而大麥和油菜則設法避免了類似損失。2019年末時，這三種作物的單產均低於平時的產量。

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農業病蟲害

在去年大爆發、並蔓延至亞洲的非洲蝗災，其傳播面、影響力大大超過往年的程度。聯合國秘書長安東尼奧·古特雷斯在不久前閉幕的非盟峰會上直接指出，這場災難的罪魁禍首——氣候變化。他說：「這場史無前例的蝗災和氣候變化有關。當海洋暖化帶來更多氣旋，就會為蝗蟲製造更有利的繁殖條件。」

影響蝗蟲形成的兩個重要的條件是氣溫和降水。而過去的5年（2015-2019）是有記錄以來最熱的5年，2019年是史上第二熱的年份。溫度的升高，使土壤中孵化的蝗蟲卵的平均孵化周期以及幼蟲的生長周期都會變短，種群繁殖速度加快。

氣候變化使氣旋風暴等極端氣候事件的發生頻率增加。2018年的5月和10月，連續兩場氣旋風暴（Mekunu和Luban）給紅海沿岸沙漠蝗蟲的繁殖區域帶來了大量降水，使得原本處在退縮期的蝗蟲種群快速繁殖生長，併集聚成群開始遷徙。

△2018年5月18日，氣旋風暴Mekunu登陸非洲東海岸

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全球農作物布局——北移

溫室效應會使大氣溫度升高,這對低熱量的地區來說,可以延長生長季節,尤其在北半球高緯度地區。

總體上,農業區會大幅度北移,作物的生長受限邊界、永凍層等都會大幅北移,山地分布上界會向上移動,這樣中緯度和高緯度地區的作物布局和面積將會發生較大的變化。一些研究表明,在北半球中緯度地區,若平均氣溫升高1℃,作物的北界一般可以向北移動150～200ｋｍ,而海拔向上移動150～200ｍ。

對冬小麥和玉米的分布區變化問題已有許多研究。如歐洲現在的氣候條件下,根據玉米作物(指能收穫成熟種子的玉米,不包括只收青穗的玉米)需要氣溫≥10℃的天數,其分布北界位於英格蘭的南部。而當大氣中CO 濃度加倍後,其北界將移至莫斯科的南部。

在CO 濃度升高,氣溫增加的情況下,一些作物分布北界要向北擴展,面積可能增加.按常理,這些作物的總產量應增加,但這必然是要將一些其它用途的土地轉為農田,比如原來的草地、林地等要開墾,這樣在作物產量增加的情況下,林產品和畜產品可能會減少,為人類提供的總產品是否增加，尚是問題。

同時，由於農業帶北移而增加的農作物面積在不同的區域或國家的相差懸殊,而且受政策影響甚大,所以,作物格局在未來幾十年中究竟如何,將變幻莫測。

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海平面上升

全球氣候變暖會使海平面逐漸升高,這是因為極地和高山地區的冰川、冰蓋和積雪融化所致,溫度升高幅度的極地化使其融化加劇,再一原因是海水水體受熱膨脹.海平面升高已被近年來的觀察實驗所證實。海平面升高,沿海岸線一些地勢低下的農田可能會被淹沒,同時會造成周圍鹽化土壤擴展,海潮、海岸侵蝕和海浪災害會加劇。

如果海平面升高1ｍ全球可能會有11800萬人民受到災害威脅。有人預測,到2100年海平面平均升高1～1.5ｍ,到時埃及會損失1%土地,而孟加拉國損失最大,可能達17.5%的土地我國可能也是損失較大的國家。

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農作物品質與產量改變

CO 是作物光合作用的原料,對作物生長至關重要.在一定的範圍內,CO 濃度升高,植物生長加快,大氣中CO 濃度升高,將會提高部分植物的生產力，其中，C3植物(如小麥、水稻、大豆等)對CO 濃度升高呈較高的正反應,但Ｃ4植物(如玉米、高梁等)對CO 濃度增加的反應較弱。所以從CO 濃度升高的角度,對農作物生長是有利的。

但CO 濃度的升高也有可能會導致農作物品質的下降,因為CO 濃度高的情況下,作物吸收Ｃ將增加,而吸收的Ｎ減少,體內C/N比升高,導致蛋白質含量降低,作物品質降低。有實驗證實:大豆和小麥在CO 濃度倍增條件下實驗,結果大豆胺基酸和粗蛋白含量分別下降2.3%和0.83%;冬小麥的籽粒中粗蛋白和賴氨酸分別下降12.8和4%。

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  • 全球氣候變化的影響分布圖
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  • 氣候變暖及其對農業的影響
    本文僅就近年氣溫變化及有關農業生產和氣候資源保護等方面談幾點看法。　　近年來全球氣溫變化的趨勢　　本世紀初以來，直到40年代氣溫持續上升，以後逐年下降，到60年代末至70年代初下降到最低點，在此期間年平均氣溫約下降0.4℃，70年代初以後又逐漸回升，到80年代初回升了0.3℃，這種回暖趨勢一直持續到現在。
  • 科學認知氣候變化 高度重視氣候安全
    氣候變化對自然生態系統和人類社會產生了深刻影響。氣候變化導致的全球降水變化和冰雪消融正在改變全球水文系統，影響到水資源量和水質，加劇淡水資源缺乏。氣候變化對農作物產量有利有弊，但總體以不利影響為主，其中小麥和玉米受氣候變化不利影響更大，平均每十年分別減產約1.9%和1.2%。
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    英國《自然》雜誌19日在線發表了一項生態學研究：美國科學家團隊分析了91個國家連續50年的全年產量數據後報告稱，增加作物多樣性可以極大地提高全國作物年產量的穩定性，從而應對氣候變化帶來的影響。        全球糧食系統已經從根本上改變了地球以及人類賴以生存的資源基礎。