气候智慧型农业将成为农业发展新方向

文|张卫建 中国农业科学院作物科学研究所研究员

农业增产增收、应对气候变化与增碳减排相辅相成，是人类的共同责任和义务。

以气温升高为主导的气候变化已是事实，并仍呈加剧之趋势，将严重影响世界农业的可持续发展。与此同时，由于全球中下阶层人口快速增长、生活水平稳步提升、城市化率迅速提高，世界粮食安全、资源短缺、生态退化等危机日益突出。地球系统已经难以承受传统集约化农业施加的沉重压力，人类急需更高的智慧，进行农业技术与制度创新，实现粮食增产、资源增效和气候变化减缓的三赢。为此，气候智慧型农业（Climate Smart Agriculture）应运而生，其宗旨是在确保农业增产增收的基础上，通过技术和制度的综合创新，增强农业系统对气候变化的应对能力，减少农业化石能投入和碳排放，增加农田碳储量。

大量的科学数据证明，气候变化与农业生产是一个相互影响的整体。首先，以气候变暖为主导的气候变化对农业生产的影响利弊兼有。以粮食生产为例，气温升高可能缩短作物的生长期，并加重高温对作物生长发育和产量形成的损害，从而导致作物减产；气温升高也可能延长高纬度和低温季节作物的生长期，减轻低温对作物生长的限制，从而利于作物增产。我们经过多年田间试验和历史数据分析，日平均温度升高1℃～1.5℃，我国东北的水稻和玉米增产显著；华北灌溉地冬小麦以增产为主；南方双季稻早稻呈现减产趋势，双季稻晚稻增产显著，南方中稻呈现减产趋势。大气CO2浓度升高，水稻、小麦均呈现明显增产趋势。但是，由于气候变化引发的极端性天气，均不利于作物生产。而关于气候变化引起的降水变化，由于对变化趋势的认识还不确定，目前还很难形成定论。气候变化是多因子互作的，由于实证研究不足，至今关于气候变化对农业生产的综合影响仍存在很大的不确定性，亟待深入研究。

其次，农业生态系统在为人类提供赖以生存的农产品的同时，也提供多样化的生态服务功能。以农业碳排放和碳捕获为例，全球人为碳排放总量中，13.5%来自农业；人为排放的CH4和N2O中，分别有50%和60%以上来自农业生产过程。如果农业生产方式不科学，不仅排放大量的温室气体，而且导致系统生产力下降。但在合理的农业生产方式下，不仅温室气体排放可以显著减少，而且可以通过光合作用，将大气中的CO2转化为有机碳化物，并大量储藏在土壤中。农业增碳减排不仅可以降低大气CO2浓度，减缓气候变暖，而且可以增强农田系统的稳定性和抗逆性，提高系统对气候变化的应对能力，促进粮食增产。以水稻生产为例，通过品种改良、稻作技术改进、节能减排政策创新，稻田CH4排放量可以减少30%左右，水稻单产及水肥效率可以提高15%左右。再以小麦、玉米生产为例，通过品种与水热的周年匹配、提高种植密度、减少前期施肥量，在确保作物高产的同时，可以显著降低N2O排放，并提高土壤碳、氮储量。

农业增产增收、应对气候变化与增碳减排相辅相成，是人类的共同责任和义务，也是我国国民经济建设、生态文明建设及现代农业发展的内在需求。我国是世界上最大的农产品生产和消耗国，也是碳排放大国，粮食增产与农田减排的压力最大，农业生产水平和模式多样。我们必须科学认识气候变化对农业生产的利与弊，充分挖掘气候变化的增产效应；要系统理解农业生态系统的碳源与碳汇功能的转换机制，充分发挥农业生态系统增碳减排潜力。要继续加强农业科技和制度的创新，发展气候智慧型农业，促进现代农业可持续发展。