气候变化对河南省粮食生产的影响及适应性措施研究

□吴桂月 □张亚丽 □郭世界 □张明宇 □王培豪

(河南农业大学资源与环境学院；河南省高校农业资源利用工程技术研究中心）

以全球变暖为主要特征的全球气候变化对环境、生态和社会经济系统产生重大影响，并通过对农业生产和相关产业的影响直接威胁到粮食安全。河南省农业生产基础条件比较薄弱，加之地处南北气候过渡带和山区到平原的过渡带，对气候变化的适应能力比较弱，是受气候变化和气象灾害影响最严重的省份之一。作为人口大省、粮食和农业生产大省，积极应对气候变化，抓好粮食生产，有利于全省经济社会发展，有助于稳固国家粮食安全大局。

1.河南省气候变化特征及预测

根据河南省气象站1961-2010年气象资料，河南省近50年气候变化特点主要为：气候变暖趋势明显，无论是年平均气温还是年际变化，河南省气温均呈现上升趋势；年降水量整体呈不明显的减少趋势，减少速率为2.32亿m3/10a，不同区域降水量变化趋势不一，豫北、豫西和豫中为减少趋势，豫东、豫西南和豫南呈不同程度的增加趋势[1]；干旱、暖冬、洪涝和寒潮等极端气候事件增加，尤其是农业干旱灾害发生的频次和强度明显增加。

依据IPCC（联合国政府间气候变化专门委员会Intergovernmental Panelon Climate Change）报告中提供的数据，未来河南省气候将继续向“暖而干”的方向发展，高温、干旱和强降雨等极端气候事件发生频率增大。

2.河南省气候变化对粮食生产的影响

气候变化通过改变农作物生长发育过程中光照、热量、水分，以及光热和水分的匹配状况影响其生产力，从而对农业布局、种植制度，作物生长及产量产生影响。

2.1 气候变化对农作物生长的影响

气候的变化直接带来农业生产气候环境的变化，从而对农业生产产生一定的影响。一方面，气候变化利于作物生长，温度升高使作物生长发育速度加快，生育期缩短；另一方面气温升高后，高温将抑制作物的生长发育，导致作物生育期缩短，生长量减少，可能会抵消全年生长期延长的效果。

气候变暖将改善区域的热量资源，积温增多，作物生长季节延长，低温冷害有所减轻，将进一步影响河南省的农作物种植制度，导致喜温作物界限北移，晚熟作物品种种植面积增加。未来河南省暖冬出现的几率会进一步增大，春性冬小麦的种植界限将进一步北移。随着无霜期的延长，一些生长期较长的中晚熟的优良品种也可以进行种植。

2.2 气候变化对水资源的影响

受降水量减少的影响，河南省水资源总量呈减少趋势，减少速率为10.85亿m3/10a，大于降水资源量的减少速率。全省17个地市，除淮河流域的驻马店、周口、漯河、许昌4市水资源量呈弱增加趋势外，其余13个市水资源量均呈弱减少趋势，减少速率为豫西最大，豫北次之，豫中最少。全省水资源总量的年际变化特点与降水量基本一致。2030年在平水～中等干旱年情况下，全省总缺水量114.3～181.4亿m3，占总需水量的21%～31%。气候变暖对农业灌溉用水的影响，远远大于对工业用水和生活用水的影响。

2.3 气候变化诱致农业灾害频发

表1 各气候变化粮食生产区应对气候变化粮食生产措施遴选复查结果表

极端气候导致农业气象灾害频发，农业生产风险增大。在河南省农业气象灾害中，主要有干旱、洪涝、干热风、风沙、冰雹及与气象条件关系密切的病虫害。干旱是河南平原地区最普遍、最频繁的气象灾害，近50年来旱灾面积大767万hm2的年份有22年，频率达45%。河南省雨涝灾害的发生具有明显的季节性、区域性及年际变化特点。全省春涝、初夏涝频率南高北低，平均雨涝成灾面积每年在80万hm2以上。各种灾害中，以干旱、洪涝灾害的危害最重，其造成的损失约占全部农业自然灾害损失的70%左右。2009年，河南全省小麦受旱面积达290.00万hm2，超过麦播面积的1/2，其中4.33万hm2小麦出现枯死现象。目前河南省农业基础设施依然脆弱，抗御自然灾害的能力较低，粮食生产条件亟待改善。随着气候变暖，重大气象灾害具有“提早、增多、加重”的发生趋势，气象灾害造成粮食产量减产率由正常年景的10%左右将升至20%～30%，从而使粮食增产的限制性因素增大，对防御自然灾害的能力与水平提出了更高要求。

2.4 气候变化导致粮食生产成本增加

暖干气候导致作物生育期可利用水资源总量减少，为保障粮食稳产增产，势必增加了抗旱灌溉的支出。气候变暖后，土壤有机质的微生物分解将加快，造成地力下降。这意味着需要施用更多的肥料以满足粮食作物的需要，施肥量的增加意味着投入的增加。气候变暖和干旱将加重病虫害对农业生产的危害程度，特别是小麦锈病、粘虫、草地螟等的危害加重。各种病虫出现的范围也可能向高纬地区延伸，必将增加施用农药和除草剂，增大粮食生产成本。

3.河南省应对气候变化粮食生产措施综合分析

3.1 河南省粮食生产气候变化分区

根据 《河南省综合农业区划》、《河南土壤区划》、《河南省农业气候区划》、《河南省水利区划简明报告》等资料，对河南省应对气候变化粮食生产措施进行分区，把全省共分8个区：Ⅰ豫北山区粮食生产气候区；Ⅱ豫北平原粮食生产气候区；Ⅲ豫西山地粮食生产气候区；Ⅳ豫中丘陵粮食生产气候区；Ⅴ豫东平原粮食生产气候区；Ⅵ南阳盆地粮食生产气候区；Ⅶ豫东南平原粮食生产气候区；Ⅷ豫南山丘粮食生产气候区;见图1。

3.2 头脑风暴法简介

头脑风暴法(Brainstorming)的发明者是现代创造学的创始人，美国学者阿历克斯·奥斯本于1938年首次提出头脑风暴法。Brainstorming原指精神病患者头脑中短时间出现的思维紊乱现象，病人会产生大量的胡思乱想。奥斯本借用这个概念来比喻思维高度活跃，打破常规的思维方式而产生大量创造性设想的状况。头脑风暴法力图通过一定的讨论程序与规则来保证创造性讨论的有效性，特点是让与会者敞开思想，使各种设想在相互碰撞中激起脑海的创造性风暴，是一种集体开发思维的方法[4]。

3.3 头脑风暴法在应对气候变化粮食生产措施遴选中的应用

议题：关于应对气候变化粮食生产措施遴选及排序。会前准备：根据河南省粮食生产气候分区及各区主要气象灾害，制定应对自然灾害各种农业生产措施清单，请专家综合考虑各措施（实施应用情况、存在问题、风险、安全性、可行性）进行优先排序。确定人选：所请专家的专业范围包括作物栽培、农业气象、农田水利、林业、环境、农业经济等专业专家。实施过程：由主持人公布议题，安排各专家针对议题综合考虑各措施进行优先排序。时间实施：一个区大概10—15min讨论时间。

最后汇总各个专家们意见措施，再进行粮食生产应对气候变化适应性措施综合分析，结果见下表。

图1 河南省应对气候变化粮食生产措施分区图

四、结论

合理分配自然资源、多途径进行节水保肥等技术和措施，对稳固我省粮食生产、推进我国农业和农村经济的可持续发展具有重要意义。今后，河南省气候将继续向“暖而干”的方向发展，高温、干旱和强降雨等极端气候事件发生频率增大，而这些气候变化及其带来的影响是不可调控的。本文运用头脑风暴法针对河南省不同的粮食生产变化分区进行分析，并筛选出各个气候变化分区的适宜性应对措施。气候变化对河南省粮食生产的影响相互作用，相互交织，在时间和空间上呈现错综复杂的现象和结果，气候变化及其粮食生产的适应、减缓措施研究涉及因素多、影响方面复杂，各项应对措施的遴选应结合自然条件、气候变化规律和地方经济发展水平条件，统筹考虑，进一步细化和重组。

[1]顾万龙,王继芳,竹磊磊.1956—2007年河南省降水和水资源变化及评估[J].气候变化研究进展,2010（7）.

[2]王伟,等.创建节水型社会 加强节约用水管理——2009年河南旱情的思考.[J],河南水利与南水北调,2010(5).

[3]气候变化与作物产量编写组.气候变化与作物产量[M].北京:中国农业科技出版社,1992.