農業與氣候變化:複雜的相互作用及不可分割的聯繫

2020-12-05 中國氣象局

　　農業的獨特特徵使其在全球適應氣候變化工作中處於中心地位。農業對於我們的糧食供應至關重要，而糧食生產又直接依賴於自然資源，包括生物多樣性、土地、植被、降雨和日照，而這些資源則與氣候及天氣條件存在緊密且無法分割的聯繫。農業為世界極端貧困人口中的約三分之二 （約7.5億人） 提供生計，因此，氣候變化對農業的衝擊直接波及本就脆弱的農村人口，對其糧食安全造成深遠影響。農業部門也是溫室氣體的主要排放部門，因此在促進世界氣候穩定方面具有獨特潛能，可通過改善作物、土地和家畜管理來減少排放，提高植物生物質與土壤的固碳水平。

　　氣候變化如何影響農業

　　在許多區域，氣候變化已對農業生產造成不利影響。用以提供糧食、纖維和能源的作物需要特定條件才能良好生長，包括適宜的溫度和充足的水資源。在一定範圍內，溫度升高可能有利於世界某些地區一些作物的生長。但是，如果氣溫超過了作物的適宜溫度，或者缺少充足的水和養分，就可能導致減產。

　　極端天氣事件， 尤其是洪水和乾旱的發生頻率提高也將損害作物生長，造成減產。對於平均氣溫預計將上升而降水量預計將減少的地區而言，應對乾旱可能會成為主要挑戰。氣溫升高、氣候變潮溼以及大氣中二氧化碳含量增加會令多種雜草、害蟲和疫病呈多發態勢。更為極端的氣溫加上降雨量減少可導致作物根本無法生長。隨著氣候變化，熱浪的發生預計將更為常見，並對家畜構成直接威脅。氣候變化還將改變家畜寄生蟲和疫病的流行率。在降雨量增加的地區，喜溼的病原體預計將大量出現。氣候變化還威脅草原和牧場載畜能力及用於非放牧體系的飼料生產。

　　漁業和水產養殖為低收入國家千百萬人口提供了至少50%的動物蛋白，但其已經面臨多重壓力，包括過度捕撈、生境喪失以及水體汙染。氣候變化會使這些壓力加劇。水溫上升可能導致某些魚類滅絕，某些魚類的生境範圍改變，並加大了整個生產鏈範圍內的疫病風險。由於大氣中二氧化碳含量增加，世界各大洋的酸度也不斷提高，其後果對於依賴貝類、烏賊、紅樹林和珊瑚礁的漁業尤為嚴峻。暴風、颶風和氣旋的頻率和強度不斷加劇將對水產養殖業、紅樹林和沿海漁業造成損害。

　　森林為超過1億人提供就業機會，並支持著世界許多農村地區貧困人口的生計。森林也是世界上80%陸生生態多樣性的家園，提供了糧食、藥物、燃料和關鍵的生態系統服務。氣候變化和氣候變異的加劇對森林和依賴森林的人群產生了直接和間接影響，限制了森林提供上述關鍵產品和服務的能力。大部分森林都會遭受重要物種損失、單產下降以及風暴和其他幹擾因素的頻率和強度不斷增強等影響。

　　農業如何推動氣候變化

　　農業不僅受到氣候變化影響，還直接或間接促進了二氧化碳、甲烷和一氧化二氮等三種主要溫室氣體的大量排放。根據IPPC報告分類， 源於「農業、林業和其他土地用途」（AFOLU） 的年度人為溫室氣體排放主要由砍伐森林、畜牧業生產，以及土壤和養分管理所致。此類排放估計佔全球排放總量的21%。儘管這一比重顯著低於20世紀90年代的27%，但降低的原因是其他部門的排放量增幅更快。20世紀90年代，農業排放的溫室氣體與林地用途淨改變引起的排放大致相當；但是自本世紀初以來，林地用途改變導致的排放量已經降低，而農業排放量則增加了。作物和畜牧生產尤其導致大量甲烷和一氧化二氮這兩種強有力的溫室氣體的排放。甲烷在反芻牲畜消化時產生，也會從儲存的糞便和有機廢棄物中逸出。一氧化二氮排放是有機和礦物質氮肥施放到田間後的間接產物。在IPCC報告中，「農業、林業和其他土地用途」排放類別中未包括現代食品供應鏈產前和產後階段產生的溫室氣體，後者被列為源自其他部門的排放，主要涉及工業、能源生產和運輸部門。此類排放包括化肥等農資的生產、化石能源使用（如用於驅動農用機械）以及產後運輸、加工和零售。糧食供應的每個階段都促進了大氣中溫室氣體的增加。

　　如果加上農業食品鏈直接和間接用能產生的排放，則「農業、林業和其他土地用途」排放類別佔總排放量的比例將增至三分之一。糧食系統所致排放在溫室氣體排放總量中所佔比例因國家和區域而異，受當地供應鏈結構的影響。

　　貧困人口糧食安全尤須保障

　　通過對農業的影響，氣候變化會對糧食安全的各個維度產生不利影響。氣候變化對作物單產、魚類資源以及動物衛生和生產率造成日益嚴重的負面影響，從而影響了糧食可供應量，這在撒哈拉以南非洲以及南亞區域尤為顯著，而當今世界多數糧食不安全人群也都位於這兩個區域。

　　氣候變化對農村收入和生計的負面影響限制了對糧食的獲得。隨著氣候波動加劇，預計與氣候相關的自然災害嚴重程度和發生頻率也會增加。窮人，包括許多小農戶和農業工人，面對此類災害時的脆弱性更為突出。嚴重乾旱或洪水可導致收入大幅降低，並引起財產損失，進而影響未來創造收入的能力。此外，因氣候變化減少了糧食供應，糧價也會相應上漲。無論在城市還是農村，受影響最嚴重的都是窮人，因為他們在食物上的支出佔收入的比例更高。

　　糧食的利用發生變化也會影響窮人和脆弱人群的營養狀況。例如，由於更高的溫度有利於致病菌的生長，而缺水則會影響水質、衛生習慣和營養狀況，氣候的影響可在2030年前將某些區域的腹瀉發病率提高10%。受此影響最為嚴重的同樣也是窮人，尤其是貧困的兒童。

　　不過，氣候變化只是貧困和糧食安全趨勢的驅動因素之一。這兩種趨勢以及氣候變化對其影響的嚴重程度將主要取決於未來的社會經濟發展情況。

（來源：《中國氣象報》2016年10月25日三版 責任編輯：王若嘉）

相關焦點

  • 氣候變化系列科普訪談之三:氣候變暖與農業病蟲害
    正是由於不同種類的農業病蟲害具有不同的生命特徵以及與農作物之間形成複雜的相互作用，因此，我們需要逐一認識溫度升高為主要特徵的氣候變化對每一種農作物重大病蟲害的影響，從而提出具有針對性的適應對策。分析氣候變化對病蟲害的影響，一方面應考察氣候變暖對病蟲害本身發生期、發生程度及其相關生命現象的影響，另一方面應考察溫度升高對病蟲害為害農作物的程度的影響。
  • 生態農業應答氣候變化 農業減排生產一舉兩得
    而氣候變化引發的一系列效應，極大地威脅著全球的糧食安全。 數據顯示，農業、林業和土地利用佔到溫室氣體排放的24%。在全球氣候變化的背景下如何發展農業顯得尤為重要。 「生態農業或許是緩解氣候變化的一個途徑。」6月3日，法國駐華使館公使白良在全球氣候變化背景下的生態農業中法合作研討會上如是說。
  • 【考向預測】氣候對農業的影響,氣候變化對中國農業的影響
    最值得關注和星標的地理科普備考資源庫　　氣候為農業發展提供了光、熱、水等能量和物質，某地的氣候因素往往決定了該地農業特色和發展目標。　　熱帶草原氣候：全年炎熱，但有明顯的乾濕兩季，所以在農業的發展過程中也要注意加強水利工程，防治旱澇災害。　　熱帶沙漠氣候：水分是影響其農業限制因子，所以節水農業、耐旱品種是其主要的發展思路。如以色列，用滴灌讓沙漠開滿鮮花。　　氣候變化對農業的影響利弊共存，但不利影響較有利影響更為顯著。
  • 氣候變化下的新型營養相互作用促進了高山植物的共存
    氣候變化下的新型營養相互作用促進了高山植物的共存 作者：小柯機器人 發布時間：2020/12/19 16:34:07 瑞士蘇黎世聯邦理工Patrice Descombes等研究人員發現，氣候變化下的新型營養相互作用促進了高山植物的共存
  • 低碳農業是應對氣候變化的有效途徑
    全球氣候變化引發的極端災害使我國農業生產不穩定性增加，如不採取對應措施，到2030年我國種植業產量可能減少5%~10%。有關專家認為――低碳農業是應對氣候變化的有效途徑。　　低碳農業是以減緩溫室氣體排放為目標，以減少碳排放、增加碳匯和適應氣候變化技術為手段，通過加強基礎設施建設、調整產業結構、提高土壤有機質、做好病蟲害防治、發展農村可再生能源等農業生產和農民生活方式轉變，實現高效率、低能耗、低排放、高碳匯的農業。前不久，在北京召開低碳農業研討會上，有關專家認為，低碳農業是應對氣候變化的有效途徑。
  • 研究揭示青藏高原生態系統和氣候變化相互作用機制
    青藏高原高寒生態系統對氣候變化敏感，又會對氣候系統產生反饋，是多圈層耦合過程中的關鍵因子。闡明青藏高原植被活動與氣候的相互作用機制，對理解全球變化背景下青藏高原多圈層如何相互作用，並進一步影響青藏高原及其周邊區域氣候格局至關重要。
  • 全球環境變化、氣候變化與人類健康
    大量的社會、經濟、文化、技術和政治的改變，將全球人類社會以「全球化」的形式聯繫在一起，例如，經濟全球化反映的是將全球自由的無序的市場、資金流動和貿易緊緊連在一起。全球環境變化反映的是由人類活動引起的包括行星生命支撐系統在內的大尺度的生物物理和生態系統的變化，這些變化來源於歷史上從來沒有過的情形：人類、人口規模、經濟活動和技術選擇等方面大量的環境影響，大到已經能夠開始改變地球系統的方方面面。
  • 氣候變化和歷史社會經濟波動
    以史為鑑，認識過去「人類—氣候—生態」系統在跨時空地理尺度上的相互作用機制與過程，以增強對當代氣候變化影響與人類社會適應的理解，已成為了過去全球變化研究計劃（PAGES）研究的重要主題之一。氣候變化和社會經濟的相互作用，往往要聯繫尺度的概念，通過現有的研究發現，往往採用一個長期的時間和大的地理空間尺度作為研究的出發點。特別是在採用大量歷史文獻資料和定量分析的基礎上，宏觀動態的歷史視角，在研究尺度上優於微觀靜止的案例研究，以一般趨勢的研究優於歷史特殊性的研究。
  • 氣候變化引起複雜的植物疾病變化
    人類行為所引起的地球大氣層成分變化，可能改變未來植物所患的疾病。
  • 黃河流域氣候及水資源變化現狀及預估
    黃河流域氣候及水資源變化的現狀黃河流域大部分地區地處乾旱半乾旱區，氣候覆雜多樣，流域大部分地區年降水量在 500 mm 以下；伴隨著全球變暖，近年來黃河流域的氣候要素也發生了顯著的變化。但由於不同流域之間地形地貌和氣候變化的區域差異及氣候的多樣性，加之人類活動方式的不同，導致不同流域水循環及其影響因子具有特殊性，形成一個流域尺度上自然和人類，包括水-土-氣-生相互作用過程的複雜系統，流域水循環變化機制的研究離不開對這些相互作用過程的探究。但從目前的進展來看，僅考慮單影響因子與水循環的相互作用，缺乏對各種因子影響流域水循環的相對貢獻和綜合影響的估算研究。
  • 氣候與生活——複雜的地球系統
    地質圈、大氣圈、水圈、生物圈這些圈層都可以分別加以研究，但是它們並不是孤立的，而是相互作用，相互關聯，產生一個複雜的、不斷相互作用的總體，這就是地球系統。，因此某個部分的變化必然會引起其它部分的變化。，地球系統的時間變化尺度可以從毫秒到數十億年。
  • 應對氣候變化對中國發展的意義
    在對氣候變化後果的認識方面，變暖對農業和生物生存環境的影響有利有弊，但持續的變暖特別是在短期內變暖過快可能導致弊多利少。而反常氣候導致災害增多已經是各大洲都難以倖免的客觀事實，防止走嚮導致災變的臨界點，是人類共同關注的重大問題，也是人類共同利益的所在。 其次是不確定中的確定性。
  • 「冰河世紀」的氣候記錄顯示地球海洋之間的 超強聯繫
    有時，地球的氣候系統看起來總是曲折地完成一些簡單的動作。海洋可以與大氣相互作用，大氣可以與陸地上的生態系統相互作用，從而影響大氣，最終再次與海洋發生相互作用。在上一個「冰河世紀」的氣候記錄顯示了我們這些瘋狂的聯繫。
  • 科學家揭秘氣候變化原因
    在說明這個問題之前，必須先介紹什麼是氣候系統，以及氣候系統的各部分之間是怎樣相互作用並影響氣候變化的。  氣候系統的構成及其對氣候變化的作用全球氣候系統指的是一個由大氣圈、水圈、冰雪圈、巖石圈（陸面）和生物圈組成的高度複雜的系統，這些部分之間發生著明顯的相互作用。
  • 五國專家研討農業土壤固碳與氣候變化
    陝西省科協學會部部長張曉黎致辭中國農業科學院農業資源與區劃研究所副所長徐明崗致辭會場與會代表在觀看牆報論文　　9月21-24日，第四屆「農業土壤固碳與氣候變化　　本屆國際學術研討會由西北農林科技大學、中國農業科學院、中國植物營養與肥料學會主辦，西北農林科技大學資源環境學院、農業部西北植物營養與農業環境重點實驗室及中英可持續農業創新協作網聯合承辦，旨在推進我國農業土壤固碳與氣候變化領域的研究，促進我國西部地區及全國土壤碳循環與農田可持續發展。
  • 地球系統模式：回答氣候變化關鍵問題的科技利器
    要深入研究氣候變化的機制和原因，並預測未來的變化趨勢，以便採取應對措施，必須從了解大氣圈、水圈、冰凍圈、巖石圈和生物圈等各圈層之間複雜的相互作用出發。如此宏大、內容繁多的研究就需要藉助能夠描述多圈層相互作用的物理和化學過程的地球系統模式。
  • 領域4:氣候變化-中國氣象局政府門戶網站
    ，研發未來氣候變化趨勢集成預估技術和方法，開展精細化的氣候變化綜合定量評估和適應對策研究，為國家應對氣候變化內政外交及學術發展提供基礎支撐。　　優先主題30：全球變化背景下東亞區域水汽反饋效應評估及其與氣候變化的聯繫　　分析東亞區域大氣水汽的時空分布特徵及其長期變化趨勢，揭示大氣水汽長期變化與全球氣候增暖、區域土地利用變化之間的關係，估算水汽反饋的區域氣候效應和不確定性及其與極端天氣氣候事件之間的聯繫。
  • 氣候變化與高原凍土退化
    多年凍土不僅是古氣候、古環境變化的重要信息載體，也是氣候及環境變化的靈敏指示器，氣候變化將引起凍土地區環境和凍土工程特性的顯著變化，這一點正在被冰凍圈監測和近年來青藏公路沿線凍土變化的諸多研究結果所證實。
  • 氣候變化,影響全球農業——災害增加、布局改變,糧食品質
    氣候變化 對全球農業的影響 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。 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。
  • 【全國土地日】土地利用與氣候變化
    資料顯示，近15年間，土地利用變化大約佔全球二氧化碳釋放量的23%，甲烷的60%，一氧化二氮的23%。人類的土地利用已經大大地影響著全球環境，在很多地區甚至在全球範圍內，土地利用已成為影響氣候變化的一個重要因素。