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气候变化对农业的影响及其缓解策略

花匠小妙招
2024-10-11 07:00

文章导读

政府间气候变化专门委员会 (Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC) 发布《2021年气候变化：自然科学基础》指出，2011—2020年，全球平均温度比1850—1900年升高了1.09 ℃，这意味着气候变化已成为当今世界面临的最大挑战之一，其对自然环境及人类生产生活产生了重要影响。由于农业生态系统的脆弱性，气候变化也给农业生态系统服务持续供给带来了巨大挑战，并对全球粮食和营养安全构成威胁。

基于此，2021年1月27日，来自日本长野大学的Prashant Kaushik教授及其合作者以综述论文的形式在 Sustainability 期刊上发表了文章，回顾并总结了气候变化对农业生态系统服务影响的研究现状和存在问题，并从适应的角度归纳了应对气候变化的行动措施，同时也提出了今后影响和适应研究的发展方向。

研究过程与方法

材料与方法

本研究中，作者基于PRISMA系统性文献综述指南 (http://www.prisma-statement.org/) 对文献进行了系统的审查。作者通过键入“气候与农业”、“缓解与气候变化”、“气候变化与经济学”、“缓解与经济学”等关键词，检索了1998—2020年期间的学术论文，共筛选到410份文献，其中有200份文献与本研究的主题相关 (图1)。

图1. 研究论文筛选和分析方法。

气候变化的原因

全球气候变化主要是由于地球上的自然现象以及人类活动所共同造成的，而人类活动最终可以影响到温室气体的浓度。人为活动导致温室气体的排放，例如二氧化碳、甲烷、一氧化二氮以及其他导致大气中臭氧消耗的物质。其中，畜牧业是温室气体排放的主要来源，依据IPCC的报道畜牧业大约产生约8%-10.8%的温室气体排放量；而如果依据生命周期进行分析，畜牧业甚至可以产生高达18%的温室气体排放量。除此之外，以大气中的二氧化碳浓度为例，其从1959年的315.98ppm增加到了2019年的411.43ppm (图2)。

图2. 大气中二氧化碳浓度的增加。

气候变化与农业

农业是最易受到气候变化影响的行业，由于农业作物种植范围广、对气候参数敏感，因而也容易受到巨大的经济影响。例如，气温和降雨等气候事件的变化会显著影响作物产量；气温上升可减低产量，而降水上升则可能抵消或减低气温上升的影响。植物与水的关系极易受到温度和降水变化的影响，而生理变化更可能受到这些参数极端变化的影响，而不是平均气候变化的影响。另外，植物对气候变化的响应也依据植物种类和植物发育阶段的不同而有所区别。

值得注意的是，气候变化对热带地区的影响通常更大，因为热带作物更接近其高温最佳状态，从而在气温上升时更容易经历高温胁迫。有研究表明，主要粮食作物种植面积变化受到气候变化与农业生产技术发展等因素的制约，只要热量条件允许，人们倾向于调整种植结构以种植能带来更多经济收益的农作物。除此之外，病害与虫害在潮湿和较温暖地区也更为普遍。

缓解和适应气候变化

适应的内涵是调整自然和人类系统以应对实际发生或预估气候变化的影响，包括“趋利”和“避害”两个方面，即在减轻气候变化不利影响的同时，充分利用气候变化带来的某些机遇。如何利用气候变化带来有利的光温水热资源，规避干旱、洪涝和极端事件的危害，稳定农业生态系统的供给、调节和文化服务，是农业生态系统适应措施的主要方面。基于此，作者也提出了可以从维持和提高农作物产出、推进农业生态系统修复两个方面，推动农业适应气候变化方面。例如，免耕做法被认为是传统耕作的替代方法，通过增加土壤“固碳”潜力以减轻气候变化的影响。

气候变化对全球经济的影响

研究表明，气候变化将严重影响农业市场，并将导致全球GDP的0.26%损失。此外也有研究称：全球平均气温每升高1℃，预计将造成会造成GDP的1.2%损失。如果未来的气候缓解策略不及时进行调整，那么预计到2100年全球收入将会减少23%，且收入不平等的差距也会继续扩大。

研究总结

人口的不断增长给全球粮食和营养安全带来了巨大挑战。随着全球气候变化，也给未来农业产量带来较大不确定性，因此农业生态系统服务对气候变化的适应也逐渐成为一个新兴的研究方向。作者强调，需要根据目标地区的具体情况制定跨学科的气候适应技术与方法，同时开发能够适应气候变化的适宜作物品种，并有计划的开展农作物管理和病虫害防治工作。同时，农民也需要接受有关各种气候智能技术的教育和实践培训，以尽量缓解气候变化对农业生产所带来的不确定性。除此之外，作者也提出在未来研究中需要加强讨论气候变化对多重农业生态系统服务的综合影响、探索农业生态系统服务对气候变化的适应机制、发展耦合气候与生态系统服务模型模拟。同时，为了更好地与农业生产实际相结合，还应加强适应措施与政府决策之间的联系，助力实现农业可持续发展。

原文出自 Sustainability 期刊

Malhi, G.S.; Kaur, M.; Kaushik, P. Impact of Climate Change on Agriculture and Its Mitigation Strategies: A Review. Sustainability 2021, 13, 1318. 10.3390/su13031318

主编：Marc A. Rosen, University of Ontario Institute of Technology, Canada

期刊涉及人类的环境、文化、经济和社会可持续性，为有关可持续性和可持续发展的研究提供了一个高级论坛。目前期刊已被 SCIE, SSCI (Web of Science) 和 Scopus 等数据库收录。

2022 Impact Factor: 3.92022 CiteScore: 5.8Time to First Decision: 18.3 DaysAcceptance to Publication: 3.5 Days

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