全球气候变化现状及趋势与农作物分析_全球气候变化对哪个大陆的农业生产影响最大
1.气候在变化 种植制度和作物体系怎么变
2.气候变化的利弊有哪些
3.气候变化对农业具有什么样的影响
4.应对全球气候变暖对农作物影响的措施有哪些?
由于农业生产过程会受到诸如温度、降水量、太阳辐射、土壤有机质含量、病虫害以及二氧化碳浓度等因素的影响,而农业生态系统又是一种受人类强烈干预的人控系统,也是自我调节机制较为薄弱的生物系统,全球气候变暖使农业生产的要素发生改变,而这种改变使农业成为气候变暖的主要承受者和受害者。即全球变暖对农业的影响既有有利方面,也有不利方面,它给农业带来的机会的同时也带来了挑战。
有利影响
首先,由于全球气候增温,寒冷季节将会在一定程度上缩短,温暖和炎热季节将会延长,这有利于改善高纬地区温度条件较差的状况。气候变暖使大气里面的热量增加,热量的增加有利于促进农作物的生长速度,可以在一定程度上改变作物的种植制度,使作物在一年内的种植次数增加,尤其是对无限生长习性或多年生作物以及热量条件不足的地区有利。同时,气温的升高会减少农作物受到低温冷害和霜冻的影响。气温升高还可以扩大一些高产、稳产作物的种植面积,比如我国的水稻生长范围就有可能扩大到东北全境,甚至东北以北更远的地区。
其次,全球气候变暖将会使一些高纬度寒冷地带变暖,终年结冰的冻土会由此解冻,比如,俄罗斯和加拿大北部地区未来可能会因为全球气候变暖而变为可耕作的土地。这对未来全球的粮食产量都有着巨大的提升潜力。同时,气候变暖还会使高山的雪线升高,有利于提高森林的种植范围。
不利影响
全球气候变暖可能会导致全球气候的分布地带发生变化,比如原先的热带雨林气候变成热带草原气候,原来的热带雨林可能会消失;对一些干旱、半干旱地区来说,气候变暖会使水分蒸发速度加快,加剧了干旱程度,使作物的生长缺乏足够的水分,同时也会使一些作物的生育受到强烈抑制,从而限制了作物生产,影响了大多数粮食作物的种植和产量,这对农业生产来说无疑是一个巨大的打击。
作物的生长习性千百年来都遵循其自身的生长规律,气候变暖会使其生长发育速度加快,生育期缩短;但是生长期缩短可能使作物在生长的过程中不能够有效地吸收自生所需要的养分,这样可能会使作物的单产下降,而作物的品质也可能大打折扣,所以即使是一年内的生长次数比以前增加了,但可能会抵消全年生长期延长的效果。
全球气候变暖也会为病虫害的生长提供了一个良好的生长环境。温室效应使一些病虫害的生长季节加长,使多世代害虫繁殖代数增加,一年中危害时间延长,作物受害可能加重。气候变暖,植被地带和农作物带向高纬度移动,全球气候变暖会使农业病虫的分布区发生变化。低温往往限制某些病虫害的分布范围,气温升高后,这些病虫的分布区可能扩大,从而影响农作物生长。同时温室效应还使一些病虫害的生长季节加长,使多世代害虫繁殖代数增加,一年中危害时间延长,作物受害可能加重。
全球气候变暖扰乱了生态圈原来的运行态势和规律,会使地球上出现各种不确定因素,各种自然灾害发生的概率会大大增加。首先,全球气温升高会使极地和高山地区的冰川、冰盖和积雪融化海水水体受热膨胀,进而导致海平面上升。海平面升高,沿海地势低洼的农田可能会被淹没,同时土壤盐碱化、海潮、海岸侵蚀和海浪灾害也会加剧,导致沿海地区粮食等作物大幅度减产。其次,全球气温升高会使台风、风暴潮等气象灾害发生的次数增加,对农业活动和农作物的生长都会产生不良影响。
总之,全球气候变暖对世界农业的影响是巨大而深远的,既有有利的方面,也有不利的方面。但总的来说是弊大于利,如果气候变暖持续加重,农业生产受灾风险将加大,全球粮食产量将会大大降低,进而出现粮食和农产品供不应求越来越严重的情况,世界粮价持续上涨,出现大规模的粮食危机,影响社会的稳定。
所以,遵循生态环境发展规律,保护生态环境,防止全球气温进一步升高,走可持续的农业发展道路,促进整个生态环境与农业的良性发展,这必定造福全人类。
气候在变化 种植制度和作物体系怎么变
全球变暖会改变整个生态系统,破坏生物链、食物链的自然规律,使得原本生态内部不同种群的竞争力荡然无存。如:农村动物冬眠的时间会缩短及延长。全球变暖会使得全球平均气温升高,等零度线向高纬度地区移动。这使得作物的生长区域扩大,使得一些在冬季无法成获得作物如今可以生长。有此地方农村本该到了往年可以进行播种的时间,然而因天气的影响冻土或干旱时间变长了,温度底或高。无法做到及时进行耕地,使得农民有地无法种植的窘迫。高温还有可能引起病害虫害,影响产量。
使得陆地地区大面积干旱,从而粮食减产,饲料也同样减产。粮食和肉类食品将面临匮乏,不利于糖分的积累和果时慢慢的膨大,同时也意味着最佳种植的海拔高度发生改变。极端气候增加,水旱灾害频繁,病虫害增加。国际上,两极生态系统受到扰动,海平面上升,一些较低的国家面临被海水淹没的危险。
从近几日的新闻可知,南极气温超过二十摄氏度,气候变暖会导致冰川融化,同时其中的大量的“冰川”也会释放出来。全球气候变暖导致海平面上升,降水重新分布,改变了当前的世界气候格局;由此也间接给生物链、食物链,带来更为严重的自然恶果。
全球变暖对农业的影响是巨大而深远的,虽说有利有弊,但弊永远大于利,如果气候温度逐渐上升,农业所承担的风险就更大,全球粮食就会减产。总之气候变化对农业的影响不容忽视。实际上措施都很简单,不要破坏现有森林的同时退耕还林、退牧还林等,有了更多的植物光合作用自然可以处理更多的温室气体。?
气候变化的利弊有哪些
变化一:多年生植物物候期悄然改变
2003年,《自然》 杂志上的一篇文章指出,世界生物物种北界平均每十年向北移动6.1千米,62%的物种表现春季提前,物候期平均每十年提前2.3天。那么在气候变化背景下,我国多年生植物物候期是否有变化?
中国农业大学与环境学院教授杨晓光说,这种变化是存在的。比如,研究结果表明,在武汉大学,对樱花50多年的物候观测结果显示,樱花始花期显著提前,每十年提前2.17天。在过去的50年当中,一共提前了11.7天;而落花期却有推迟,每十年推迟0.34天,50多年来共推迟1.83天。
这种变化也发生在我国作物物候期的时长上。研究显示,湖南长沙早稻开花和成熟期每十年分别提前6.2天和3.6天,甘肃天水小麦开花和成熟每十年分别提前2.86天和3.30天,春季的最高温度每升高1℃,开花期和成熟期分别提前2.98天和2.15天。
“到2030年,中国三大粮食作物小麦、玉米、水稻产量都将有变化。当没有任何技术适应和人类干预时,前人研究发现,只有冬小麦和春玉米将是增产的,而其他粮食作物的产量将降低。”杨晓光说。
“粮食危机犹如无声海啸,需要各国紧急取措施,共同应对全球粮食危机。”——《罗马世界粮食安全首脑会议宣言》 里的这句话,并非危言耸听。它需要人们在大脑中建立一种意识,想想未来的“口粮”之策。
变化二:多熟种植北界出现空间位移
杨晓光的前辈刘巽浩和韩湘玲曾在1987年做过一张图,就1950年至1980年间中国的种植制度气候区划进行了研究。二十多年后,杨晓光也做了一张图,发现1981年以来的近30年间,由于气候变暖,我国多熟种植北界出现北移、西扩的空间位移。
拿一年两熟种植北界来说,空间位移最大的省市为陕西东部、山西、河北、北京和辽宁;山西、陕西、河北境内不同程度向北移动。一些一年一熟带变成了一年两熟带。
多熟种植界限空间位移北移、西扩是否会带来区域内单位面积粮食产量的变化?杨晓光研究发现,在种植界限敏感地带,农作物由一年一熟变成一年两熟的,农田面积增加,单位面 积 周 年 粮 食 产 量 可 增 加54%至106%;而由一年两熟变成一年三熟的,农田面积增加,单位面积周年粮食产量可增加27%至58%。
“但是,我们研究的是一个潜在的情况,表明气候变暖带来的可能性。实际情况怎么样,还受国家政策、经济、农民积极性、农业效益、水等诸多因素的影响。”杨晓光认为,即便如此,从粮食安全角度出发,以上地域也可因地制宜,适当发展多熟种植,充分利用气候变暖带来的有利一面,继而带来粮食产量的增加。
记者后记:气候变化对农作物产生影响之后,农民会增收还是减产,农作物好不好卖?这样琐碎而实际的问题,也是百姓所关注的。杨晓光说,主动地去适应气候变化,是农民朋友做得比较好的。农民关心两个问题,一是今年有没有灾,他们会询问农业技术人员或气象为农服务人员:今年是涝年还是旱年;二是种什么作物更赚钱,继而进行生产调整。“这种关心,说明农民很聪明。他们对气候变化会主动适应,而不是被动等待和接受。”杨晓光说,近些年,气象部门也很重视农业气象工作。她注意到,中国气象局的农业气象服务,以前是旬报,现在已是周报,这是技术进步的体现,也是为农服务跟进的体现。
气候变化对农业具有什么样的影响
气候变化的利弊是一个复杂的问题:
利:
1、改善环境质量:随着全球气温的上升,极地地区的冰雪融化,海洋水平面上升,可能会改善一些地区的干旱和洪涝状况,提高水质和空气质量。
2、促进农业发展:气候变化可能会导致一些地区的降雨量增加,有利于农业的发展。气温升高可能会延长农作物的生长季节,提高产量。
3、增加能源供应:随着气温的上升,北极地区的石油和天然气变得更加易于开,为能源供应提供了更多的可能性。
弊:
1、破坏生态环境:气候变化导致极端天气频繁发生,如洪水、干旱、风暴等,破坏了生态环境和生物多样性。
2、影响人类健康:气候变化对人体健康的不良影响是不难发现的,热浪冲击频繁导致死亡率及某些疾病,特别是心脏、呼吸系统疾病的发病率增加。
3、加剧其他灾害:气候变化导致气候灾害增多可能是一个更为突出的问题,如干旱、水灾、暴风雨等,使死亡率、伤残率及心理压力增大。
4、破坏经济和社会发展:气候变化可能破坏经济和社会发展的稳定性和可持续性,影响农业、能源、交通等重要经济领域。
气候变化对农业的好处:
1、增加农作物的生长时间:随着气温的上升,农作物的生长季节可能会延长,使得农作物有更多的时间积累营养和产量。
2、提高农作物的产量:气候变化可能会导致一些地区的降雨量增加,有利于农作物的生长,从而提高农作物的产量。
3、增加农作物种类:气候变化可能会导致一些地区变得更加适合种植某些农作物,从而增加了农作物种类的多样性。
4、提高土地的利用效率:随着气温的上升,一些地区的土地可能会变得更加适合种植农作物,从而提高土地的利用效率。
5、促进农业技术的发展:气候变化可能会导致一些农作物的新品种和新技术的出现,从而促进了农业技术的发展。
应对全球气候变暖对农作物影响的措施有哪些?
气候变化对全球农业的影响
农业生态系统是一种受人类强烈干预的人控系统,也是自我调节机制较为薄弱的生物系统,是全球气候变化的主要承受者和受害者.已有不少研究表明,全球气候变暖对农业的影响即有不利方面,也有有利方面,它给农业带来的机会与挑战兼而有之.
4.1 CO2浓度对农业的影响 4.1.1 CO2浓度对光合作用的影响
CO2是作物光合作用的原料,对作物生长至关重要.在一定的范围内,CO2浓度升高,植物生长加快,所以有人认为大气中CO2浓度升高,将会大幅度提高植物的生产力.但也有实验表明,许多植物在高CO2浓度下有一段加速生长,之后生长缓慢,甚至停止生长[21].这可能是与植物的不同光合代谢途径有关.C3植物(如小麦、水稻、大豆等)对CO2浓度升高呈较高的正反应,但C4植物(如玉米、高梁等)对CO2浓度增加的反应较弱.在其它条件不变的情况下,CO2浓度升高,对农作物是有利的.但气候变化会导致一系列生态因子的变化.实验研究表明,大气中CO2浓度加倍,主要分布于温带、亚热带和湿润热带地区的C3植物会受益增产,而主要分布于半干旱热带(非洲)的C4植物产量则会受到影响,并且前者的受益并不一定能补偿后者的损失.在全世界粮食产量中,C4作物仅占到20%,但在国际市场上交易的粮食中,C4作物占到75%以上.如玉米在国际市场上交易量最大,其是全球饥困地区的主要食物.因此,气候变化对C4作物产量的影响,将会使某些地区饥荒加剧。 4.1.2 CO2浓度对作物品质的影响
CO2浓度的升高可能会导致农作物品质的下降,因为CO2浓度高的情况下,作物吸收C将增加,而吸收的N减少,体内C/N比升高,蛋白质含量将降低,作物品质降低.这一点已有实验证实:大豆和小麦在CO2浓度倍增条件下实验,结果大豆氨基酸和粗蛋白含量分别下降2.3%和0.83%;冬小麦籽粒粗蛋白和赖氨酸分别下降12.8和4%。这样人类人均需求的粮食量可能要增加,才能满足自身的营养.同样,农业害虫可能也要摄取更多的植物才能满足其营养需求,虫害可能由此加重.这方面尚无实际研究数据. 4.1.3 CO2浓度对水分有效性的影响
由于CO2浓度升高,植物较容易获得CO2,因此气孔开放程度将变小,开放时间也可能缩短,这样植物蒸藤作用将减弱,植物体耗水降低,土壤水分利用率将提高,这对于旱半干旱地区的农作物可能是有益的。但由于温室效应,CO2浓度升高,气温也升高,水分蒸发速度会加快.这种蒸发加快和蒸藤减少是否能达以平衡,目前尚难以预料。有人认为总体耗水可能增加,起码在某些区域可能是这样。 4.2
气候变化对作物布局和面积的影响
温室较应会使大气温度升高,这样对热量有限的地区来说,可以延长生长季节,这一趋势有着极地化和高山化的发展倾向,在北半球高纬度地区这种变化可能是明显的。就象前面讲的植被地带会因气候变化而北移一样,农业区也会大幅度北移,因热量不足而分布区受限的作物的分布北界也会大幅北移,山地分布上界会向上移动,这样中纬度和高纬度地区的作物布局和面积将会发生较大的变化.这方面已进行不少的模拟研究。一些研究表明,在北半球中纬度地区,若平均气温升高1℃,作物的北界一般可以向北移动150~200km,而海拔向上移动150~200m。对冬小麦和玉米的分布区变化问题已有多人做过研究.在欧洲现在的气候条件下,玉米作物(指要收获成熟的玉米,不包括只收青穗的玉米)需要气温≥10℃的天数850d,其分布北界位于英格兰的南部.当大气中CO2浓度加倍后,研究认为,其北界移至莫斯科的南部,有的模型预测北移幅度更大。尽管不同模型预测结果有异,但其趋势是一致的,也就是说在CO2浓度升高,气温增加的情况下,一些作物分布北界要向北扩展,面积可能增加.按常理,这些作物的总产量应增加,但这必然是要将一些其它用途的土地转为农田,比如原因热量不足不宜作为农田的草地、林地等要开垦,这样在作物产量增加的情况下,林产品和畜产品可能会减少,为人类提供的总产品是否增加,尚是问题.由于农业带北移而增加的农作物面积在不同的区域或国家的相差悬殊,而且受政策影响甚大,所以,作物格局在未来几十年中究竟如何变化,难以确切预测。 4.3 气候变化与农业气候灾害对农业影响
最大的可能是极端气候条件,比如干旱、风暴、热浪、霜冻等,全球气候变化,对这些气候灾害发生的频率和强度有什么影响,目前知道的甚少。某些研究认为,气候变暖会使热带风暴增强,从而对低纬度地区,尤其是海岸线上的农业有重大影响.有人认为,气温升高,大气热浪将会频繁发生,从而影响农业生产,在热带亚热带地区更为突出.象冬小麦主产区的干热风可能会使小麦大幅减产。由于气温升高,大气层中气流交换增强,大风天气会增加,风暴频率和强度都会有所增强,某些区域(如我国黄土高原地区)风蚀作用导致水土流失会加剧,而影响农业生产.再则温度升高,会使某些要求低温春化阶段的作物受到一定的影响。还有人认为,大气温度升高后会导致土壤耗水量加大,尤其是植被覆度低的干旱和半干旱地区耗水量会更大,旱灾会更严重地发生而危胁农业的发展。这些方面的影响程度尚难确切估计。
4.4 气候变化与农业病虫害
就象植被地带和农作物带北移一样,全球气候变暖会使农业病虫的分布区发生变化.低温往往限制某些病虫害的分布范围,气温升高后,这些病虫的分布区可能扩大,从而影响农作物生长。同时温室效应还使一些病虫害的生长季节加长,使多世代害虫繁殖代数增加,一年中危害时间延长,作物受害可能加重。分析表明,在美国对豆类等作物严重危害的害虫———马铃薯叶蝗,当气候变暖时,越冬虫口密度加大,定作物种植时间不变,其危害时间提旱,这可能导致作物大面积受害.玉米螟对豆类的危害也会因提前取食而加重。另外,在温带地区某些病虫害目前危害程度不大,但若温度升高,危害会加玉米面积的变化重,比如马铃薯枯萎病由于目前夏季气温较低而对马铃薯危害不大,但当平均气温升高4℃时,马铃薯会因此病而损失产量15%。全球平均雨量增加和平均湿度的变化会对病虫害及它们的天敌发生什么影响,目前尚不知.温度和水分变化很可能导致害虫种间及它们的天敌间种群相互作用关系发生变化。 4.5 海平面升高对农业的影响
CO2浓度的升高可能会导致农作物品质的下降,因为CO2浓度高的情况下,作物吸收C将增加,而吸收的N减少,体内C/N比升高,蛋白质含量将降低,作物品质降低.这一点已有实验证实:大豆和小麦在CO2浓度倍增条件下实验,结果大豆氨基酸和粗蛋白含量分别下降2.3%和0.83%;冬小麦籽粒粗蛋白和赖氨酸分别下降12.8和4%。这样人类人均需求的粮食量可能要增加,才能满足自身的营养.同样,农业害虫可能也要摄取更多的植物才能满足其营养需求,虫害可能由此加重.这方面尚无实际研究数据. 4.1.3 CO2浓度对水分有效性的影响
由于CO2浓度升高,植物较容易获得CO2,因此气孔开放程度将变小,开放时间也可能缩短,这样植物蒸藤作用将减弱,植物体耗水降低,土壤水分利用率将提高,这对于旱半干旱地区的农作物可能是有益的。但由于温室效应,CO2浓度升高,气温也升高,水分蒸发速度会加快.这种蒸发加快和蒸藤减少是否能达以平衡,目前尚难以预料。有人认为总体耗水可能增加,起码在某些区域可能是这样。 4.2
气候变化对作物布局和面积的影响
温室较应会使大气温度升高,这样对热量有限的地区来说,可以延长生长季节,这一趋势有着极地化和高山化的发展倾向,在北半球高纬度地区这种变化可能是明显的。就象前面讲的植被地带会因气候变化而北移一样,农业区也会大幅度北移,因热量不足而分布区受限的作物的分布北界也会大幅北移,山地分布上界会向上移动,这样中纬度和高纬度地区的作物布局和面积将会发生较大的变化.这方面已进行不少的模拟研究。一些研究表明,在北半球中纬度地区,若平均气温升高1℃,作物的北界一般可以向北移动150~200km,而海拔向上移动150~200m。对冬小麦和玉米的分布区变化问题已有多人做过研究.在欧洲现在的气候条件下,玉米作物(指要收获成熟的玉米,不包括只收青穗的玉米)需要气温≥10℃的天数850d,其分布北界位于英格兰的南部.当大气中CO2浓度加倍后,研究认为,其北界移至莫斯科的南部,有的模型预测北移幅度更大。尽管不同模型预测结果有异,但其趋势是一致的,也就是说在CO2浓度升高,气温增加的情况下,一些作物分布北界要向北扩展,面积可能增加.按常理,这些作物的总产量应增加,但这必然是要将一些其它用途的土地转为农田,比如原因热量不足不宜作为农田的草地、林地等要开垦,这样在作物产量增加的情况下,林产品和畜产品可
能会减少,为人类提供的总产品是否增加,尚是问题.由于农业带北移而增加的农作物面积在不同的区域或国家的相差悬殊,而且受政策影响甚大,所以,作物格局在未来几十年中究竟如何变化,难以确切预测。
温度升高是全球气候变化的主要特征之一。最近50年中国年平均地表气温增加了1.1℃。我国冬小麦种植区约80%的站点在过去50年中有效积温呈增加趋势,平均每十年增加7.8℃·天。温度变化带来的生长季起始时间和长度的变化,以及土壤含水量的变化,会影响各地农作物的生长季和种类,从而影响作物的地域分布。
此外,作物的光合作用、生长和产量形成都与温度有关。作物生长对温度的要求可以用三基点温度来表示。三基点温度是指作物生长的最低、最适、最高温度。当温度低于作物生长的最低或高于作物生长的最高温度时,作物停止生长。当温度在作物生长的最适温度范围时,作物生长速率最快、产量最高。当温度在作物生长的最低温度与最适温度之间时,随温度的升高,作物生长速率增加、产量提高。当温度在作物生长的最适温度与最高温度之间时,随温度的升高,作物生长速率降低、产量下降。不同作物以及同一作物在不同生育时期的三基点温度不同。虽然温度低于最适温度时,适当增温有利于作物生长和产量提高。但当温度接近最适温度时,温度升高反而不利作物生长,甚至会导致作物减产。
作物生产应对气候变暖的主要手段包括以下两个方面:一是根据各地热量的变化特征与变化趋势,修订或重新进行作物布局与区划、调整种植制度或作物种类;二是根据当地气温变化特点,选择温度适应范围大的作物品种。选择适当晚熟的品种,可以适应气候变暖的情况下足够长的作物生长期来获得高产。
(杨晓光,褚庆全)
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