气候变化对水稻生产影响的研究综述

气候变化对水稻生产影响的研究综述

梁燕

黑龙江北大荒农业股份有限公司兴凯湖分公司，黑龙江 密山 158325

摘要：气候变化对农业生产影响的现有研究多从自然科学角度出发，利用实验观测作物动态生长过程或通过气象模型模拟未来气候变化情景的方法探究气候对作物产量及生产潜力的影响，而往往忽略了生产主体对气候变化的适应，这可能会高估“自然再生产与经济再生产的统一”，受自然条件和社会经济因素的双重制约。因此，为了使气候变化与粮食生产之间的关系得到更加科学客观的反映，不能仅停留在自然因素层面，还应该综合考虑社会、经济和人为因素。

关键词：气候变化；水稻生产；影响

1我国气候变化的特点

有研究基于各种气候变化计算模式对未来气候变化进行了预测，在全球气候变暖的条件下，中高纬地区的降水和温度将逐年增加。我国作为全球气候变暖特征最显著的国家之一，全球气候变化主要表现在温度和降水量两方面。通过对近百年来的气象数据进行分析，可以发现我国年平均气温以0.04℃/10a的速度持续上升，并从1985年后连续出现了16个全国大范围的暖冬情况，其中最大增温出现在东北地区和华北地区，增速分别达到0.467和0.462℃/10a。夏季全国各大区域均为升温正增速，冬季除西南地区外，其他各大区同样为正增速。

近百年来我国降水量有减少的倾向，从全国范围来看，19世纪末到20世纪20年代，夏季降水较多，但进入20世纪20年代后降水减少，这一时期是我国近百年最干旱的时期。第二个干旱时期在20世纪60~80年代，除长江流域维持多雨状态，全国其他地区降水量普遍下降。至20世纪90年代，降水变化区域分化明显，其中江南地区降水增加显著，细化区域后又以长江中下游、华南沿海和西北地区降水量增加最为明显。同时在干旱区如华北平原等地旱灾现象亦有减弱的趋势，降水量年均增加达60~130mm。但在东北以及黄淮海等地区降水出现减弱趋势，其中海河、辽河、黄河和淮河地区年平均降水量减少了50~120mm。同时，我国农业气候资源在空间上具有较大差异性，以我国水稻主生产区长江中游地区（湖南、湖北和江西）为例，该地区年平均增温速率为0.179℃/10a，温度生长期的平均增温速率为0.08℃/10a，年平均日最低气温的增温速率为0.23℃/10a，高于年平均日最高气温的增温速率0.145℃/10a和年平均气温的增温速率0.179℃/10a，且在温度生长期内，平均日最低气温的增温速率为0.09℃/10a，也高于同期的平均气温（0.08℃/10a）和平均日最高气温（0.07℃/10a）的增温速率。说明该地区气候变暖的特征是：以非温度生长期增温为主，日最低气温增温明显，日照时数减少，降水量微弱增加。同时该地区可划分为光热水同步变化和光热水异步变化两个不同类型区域。

2气候变化对水稻生产的影响

大量研究表明气候的持续变化给对水稻产生了生育期缩短、单产持续下降、品质参差不齐、生产成本不断升高等负面影响。有研究表明，温度的升高会加快水稻的发育速度，导致水稻生育期缩短，例如：气温增高l℃，水稻生育期缩短7~8d。气温持续升高对长江中游地区双季稻生育期产生了重大影响，早稻约提前4.9d而晚稻约提前为4.4d，这使得该地区双季稻大都表现为减产趋势。再者，温度的升高会引起水稻呼吸作用增强以及和茎鞘转运功能下降，营养物质消耗加剧加之转运不畅会导致结实率降低等减产现象，已有研究表明，若温度增幅超过2.5℃，水稻单产将会持续下降。温室气体的排放会导致稻米品质下降。研究认为，CO₂浓度的升高会提高水稻籽粒直链淀粉的含量，降低人体重要营养元素Fe和Zn的含量。通过分析近10a中国水稻FACE（FreeAirCO₂Enrichment，开放式空气中CO₂浓度）系统的试验结果，杨连新等发现：CO₂等温室气体浓度的升高使稻米的恶白粒率、恶白度、糊化温度和最高粘度极显著提高，整精米率极显著降低，稻米氨基酸、蛋白质、维生素等营养物质含量明显下降，但对稻米直链淀粉含量、胶稠度和碱消值影响较小。这些研究结果都证明气候变化对稻米品质产生了一定程度的影响，在人们对高品质稻米需求日益增强的今天，这种影响不能忽视。

同时，气温升高导致土壤中的水分蒸发加强，一方面使土壤中已有的有机质、有机碳等养分分解速率加快，土壤自身肥力减弱，另一方面使工业化肥分解速度增快，速效氮迅速释放，肥料利用效率降低，土壤固肥能力减弱。这些影响最终导致田间施肥量加大，生产成本提高并对环境造成不利影响，不利于农业的绿色生态可持续发展。另外，气候变暖尤其是冬季增温延长了病虫害的危害期，为害的地理范围扩大、程度加剧；气温升高利于某些危害农作物的病菌的发生、繁殖、蔓延；暖湿气候还为杂草的生长提供了极为有利的条件，这些现象直接导致农药和除草剂的施用量增加以及劳动生产成本的加大，水稻种植户的经济效益受到影响。

3水稻生产应对气候变化的适应性对策

3.1不同方法下水稻生产对气候变化的适应性

国内外学者主要运用计量经济模型分析水稻生产对气候变化的适应性，运用最多的还是逐步回归模型。最早研究水稻种植户气候变化适应行为的是Kurukulas和Mendelsohn，他们选用多元Logistic模型分析影响水稻种植户气候变化适应行为的因素；Nhernachena和Hassan通过多元Pro⁃bit模型研究了这一问题。无论是多元Probit模型还是多元Logistic模型，都存在样本选择的时间偏差问题。因此，后来的学者都利用逐步回归模型分析农户的气候变化适应行为与措施。Maddison以南非地区为研究样本，通过两步回归模型分析农户采取适应气候变化行为的决策过程。研究认为水稻种植户采取适应气候变化的措施不是一蹴而就的，而是循序渐进完成的，只有感知到气候变化的存在，才能采取相应的适应行为与措施，这是一个渐进的过程。

研究发现水稻种植户主要通过加大投入力度、完善农业基础设施、改变传统的耕地利用方式、合理利用水资源、提高利用效率、更换水稻品种、改变水稻种植的管理模式等有效行为适应气候变化。基于农户微观数据，运用Heckman-Probit两步模型对农户适应行为及影响因素进行实证分析，结果表明大部分水稻种植户都感知到气候变化的存在，但是实证数据分析显示只有一半的种植户在感知到气候变化后采取了相应的措施以适应水稻生产，并且指出水稻种植户是否采取气候变化适应行为受到诸多因素的制约，其中种植户年龄、文化程度等是主要影响因素，而种植户获取信息的便利程度、气象服务设施等与适应气候变化行为之间的关系并不太显著；通过空间面板数据模型实证分析我国水稻主产区种植户的气候变化适应行为与措施，研究发现水稻种植户都主动采取适应气候变化行为，特别是在极端气候事件发生之后，影响气候变化适应行为的不仅取决于种植户自身，还受到政府宏观管理的制约，但是目前政府管理这方面是气候变化适应行为效果的薄弱环节。

4结束语

总之，气候变化及其对我国水稻生产的影响已是不争事实，根据我国区域化特征切实提高水稻生产应对气候变化能力，创新水稻生产管理策略和操作技术体系，优化水稻产业结构对我国粮食安全的稳定性具有重要的科学意义与现实意义。

参考文献

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