气候变化对粮食安全的影响

赵 鑫，张宝林，苏晓菲，王 振，韩彦龙，曹 盛，陈少锋

（1.山西省农业科学院农产品加工研究所，山西太原 030031；2.山西省畜牧兽医学校，山西太原 030024；3.西藏自治区农牧科学院草业科学研究所，西藏拉萨 850000）

0 引言

抵御气候变化对粮食安全的风险是人类在21世纪面临的一大挑战。通过对近几十年粮食生产数据的观测和分析，已基本可以预测气候变化对作物产量的影响[1-2]。气候变化对粮食安全影响的研究方向主要集中在农作物上，而畜牧业和渔业等方面的研究较少[3]。由于气候变化导致气温上升、海平面上升等问题，在未来几十年，政府及相关农业部门必须采取有效措施应对气候变化导致的粮食安全问题。该领域的研究和应用、科学和政策还存在着一定程度的脱节，主要是因为气候变化存在着巨大的不确定性，即使对下一年的气候状况也很难预测[4]。因此，必须采取新的程序和工具来应对这种不确定性。考虑到气候变化的严峻性，研究重点必须转移到保障粮食安全的实际应用中。已经掌握了足够多气候变化及变异的信息，必须意识到这是一个亟待解决的严重问题。

1 气候变化对粮食安全的影响

1.1 作物、牲畜、渔业的产量及品质

作物-气候模型存在一定的缺陷，但模型预测结果表明，由于气候的变化作物产量将有很大可能在未来呈现下降趋势。政府气候变化委员会通过大量数据模型分析证明，气温每升高1℃，水稻、玉米、小麦等三大粮食作物的产量可能会下降3%～10%[5]。此外，作物品质也会随着气候变化呈现下降趋势，主要是由于CO2浓度和气温的上升引起作物生理变化，导致作物氮含量、蛋白质含量和微量元素 （Fe，Zn，Mn，Cu） 的下降[6]。

气候变化对畜牧业的影响主要表现在3个方面：①饲料产量和品质的变化；②气温上升导致病虫害蔓延；③动物生理上的变化。当气温高于30℃时，动物进食减少，进一步影响到肉、蛋、奶等畜产品的产量和品质[7]。至2050年，尽管渔业开采的海洋深度会进一步扩展，但整个渔业的开采量可能会下降5%～10%[8]，因为鱼类等海洋生物的分布及生活习性将会随着海洋温度、风向、冰层厚度、pH值及养分发生变化[9-10]。高温有利于病菌和害虫的生长繁殖，因此气候变化导致的病虫害滋生将会对整个农业领域带来巨大的冲击。

1.2 粮食市场和政策

气候变化将会间接影响到人们对粮食的购买能力。气候-作物-经济综合模型可以预测农产品的价格和贸易，即使未来的气候变化及社会经济状况存在很大的变数。预测的结果可以用来调控粮食价格，满足大多数人对粮食价格的承受能力[11]。由于气候变化的影响，粮食价格将极有可能在宏观水平上上涨，但在不同宏观模型下结果差别很大。在微观层面上，对于气候变化对农业家庭及社区的影响已有大量研究，气候变化很可能大规模地影响农业生产的地理分布，将种植区及放牧区转移到更适合的区域。农业生产区域的转移将会对粮食的种类、价格、贸易等带来较大影响，进一步对整个物流系统及人体健康造成影响[12-13]。同时，家庭内部的粮食分配也会受到气候的冲击，比如分配给女性及儿童粮食的种类和数量。

1.3 粮食质量和多样性

气候变化主要通过2个方面影响粮食生产：一方面通过食物供给链影响粮食安全性；另一方面气候变化改变了营养成分进而影响人体健康。一般而言，气候变化可能会导致食品安全问题，因为温度升高会导致微生物繁殖加快，特别是在新鲜水果、蔬菜和渔业供应链中。气候变化通过多种途径影响人类健康，包括媒介传播疾病，热应激和自然灾害，这反过来又会影响人们的营养摄入，特别是影响儿童对食物营养的基本需求。气候变化通过影响水源而危及食品安全和人类健康，如卫生用水供应减缓，或洪水规模和次数增加而导致水污染增加。有研究表明，疾病发病率上升将导致农药和兽药的过度使用，特别是在渔业中。气候变化间接影响人体健康，这将对贫困地区造成较大的影响，如失业、出生率、迁移、公共卫生服务中断，对粮食安全也会产生负面影响[14-15]。

1.4 生态环境和稳定性

粮食安全通过供给（如食品、水、木材、遗传资源），调节（如气候、洪水、疾病、授粉）和支撑（如土壤形成、水循环、养分循环）与生态系统有着直接和间接的联系。气候变化加剧了生态系统的压力。例如，气温升高和极端天气增加会导致生物多样性减少、水土流失加剧，威胁当前粮食系统的生产和修复力[16]。气候的变化和异常正在削弱农业在社会和经济中的地位。贫困和边远地区的人们最容易受到气候变化的影响，并且对这些群体的威胁可能会破坏当地制度，加剧冲突[17]。

2 应对气候变化的措施

2.1 加快由理论研究向应用领域的转变

关于气候变化的研究多体现在理论研究方面，而针对这一变化的应用领域及成果转化则相对较少。尽管该领域的研究已达到较高水准，但与政策的实施和决策存在较大的脱节[18]。气候变化及粮食安全的研究受到多种不确定因素的干扰，因此其目标的设定需要权衡各个社会群体的需求和利益（例如不同类型的农民、地方的服务机构、管理机构），能够保证获益者占大多数。鉴于目前科研界的激励体制，在该领域出现研究和应用的脱节并不奇怪。面对目前气候领域严峻的形势，人类没有理由因为其巨大的不确定性而不采取紧急行动。为了尽快促进研究成果的应用，应将资源有效均衡分配至“需求、研发、性能”3个方面。1/3的资源致力于探索气候变化与后代生活的关系，并从中确定他们的需求；1/3的资源致力于理论与应用研究；1/3的资源致力于将研究成果推广至应用领域。气候模型的应用提供了一种很好的方法，可以评估不同的预设情境，探索经济与生态的平衡问题，并对假设进行预期性验证[19]。然而，由于气候的不确定性及研究的局限性，今后的研究发展方向将由利益相关者的选择、当前及未来的机遇与挑战等因素所决定。

2.2 为农民、农业合作社、国家的利益提供更多优化选择

由于资源稀缺，所以必须充分利用使其发挥最大的效益，面对气候变化带来的短期效应和长期效应要考虑到不同应对措施的优先级。应对气候变化带来的粮食安全问题需要从多角度、多维度、多层次来全面考虑。但在现实社会中，应对措施往往局限在很小的一个方面，没有充分有效地调动各方面资源去全面布局解决问题。需要将现有的应对方式和方案有机地整合在一起，并应用于个人、社区、国家等不同的领域。这种组合方法可以为人们的应对措施提供优选方案。决策者可能倾向于采用农业技术进行干预，但是组合方法也应考虑到技术支撑的政策和可持续发展的方案。

评价优选方案有很多标准可供参考，但一般情况下，一套好的方案都便于实施，能展现出较好的协同效应，与当地的常识、偏好相吻合；同时，能够兼顾近期和长期气候变化和威胁，权衡各个标准的优劣所在[20]。不同人群的优先选择措施可能会不同，主要是由不同的社会、政治、经济、种族背景所决定。制定应对气候变化的时间计划表很有必要，因为针对某些突发变化必须采取优先措施（如周期性发生的气候变异），而针对气候和政治环境的预计变化，其他措施也必须有条不紊地进行。通过决策支持工具（如自顶向下模型法、自底向上社区规划法）可以有效确定组合方法中优先采取的措施。最可能的方案一般由利益相关者驱动形成，因为风险、不确定性、成本及收益均会随着利益相关者的偏好和背景发生改变。

2.3 确保适应性措施考虑到气候变化的脆弱性

气候变化的脆弱性是由地理、社会、阶级、经济、生态和政治因素决定的，这些因素决定了个体或家庭在面对气候冲击时是否具备实现粮食安全的资源[21-22]。性别不仅影响个人和家庭的抗风险能力，而且影响他们对资源、金钱、土地、技术和服务的获取和控制[23]。在土地生产压力下，男性迁徙是气候变化脆弱性的主要因素。家庭成员的减少使女性面临气候变化冲击（如洪灾）的风险增加，使得农业生产水平下降。女性对外部世界的无知，较少参与社会机构和逐步提升的工作压力都对制定气候变化的适应性措施产生一定影响。所以，在进一步采取措施时需要考虑到气候变化导致的社会、阶级等方面的不均衡性。

新的工具正在涌现，使得更包容的方法能够进一步适应社会分化。例如，在玻利维亚，应对干旱的异常气候，男性优先选择灌溉等方式进行干预，而女性优先考虑新的作物品种或多样化的农业生产。以农民为主导、以性别为导向的技术创新途径，洪都拉斯的女性重新设计生态模式，发展和完善农林复合经营体系。毫无疑问，这些女性创新者在社区的各个方面已经渐渐具有主导地位，而不仅仅在农事活动上。开通女性信息的通道（如增加她们在社区的参与度、教她们读书识字），将有助于她们对气候信息的了解。采取保护性耕作方式将在一定程度减轻女性的劳动负担，同时还可以促进作物多样性，提高作物产量，改善家庭的营养状况[24]。

3 结语

气候变化对作物产量预期影响的研究已有大量报道。粮食安全的研究领域包括气候变化对整个作物生态系统、畜牧业、渔业、病虫害等方面的影响。气候变化存在很大的不确定性，因此对气候模型的使用造成一定的限制，但必须明确气候变化对粮食安全的冲击力不可避免。因此，必须尽快将应用研究的成果转化为有效的应对措施。在最近几十年，在应对气候变化问题时将面临三大挑战：一是加快理论研究向应用领域的转变；二是针对不同群体的利益和需求，为他们提供更多的优化选择措施；三是关注更易受气候变化冲击的人群，促进社会包容和谐。为了应对这些挑战，科学家必须与实践者和政策制定者携手合作，吸取过去的经验和教训，设计出符合当前需要和大多数人利益的优化策略。