气候变化对西北粮食食品安全具多重影响

■本期观点：气候变化可能将对我国西北地区土壤环境、雨水资源利用和痕量元素利用等农业生产条件及粮食和食品安全产生重大影响，可以通过主动调整农业种植结构、发展极端天气气候事件预测预警系统、开发空中云水资源、发展低碳农业和循环农业等手段和方式，积极应对挑战。

■本期嘉宾：甘肃省气象局研究员、博士生导师 张强

我国西北地区作为全球气候变化的敏感区和生态环境脆弱区，农业受气候变化的影响更加显著，粮食和食品的安全性更加脆弱。气候变化不仅威胁着西北地区粮食生产安全，而且也严重影响其食品安全。只有主动掌握应对气候变化的科学方法和技术措施，才能切实减少气候变化给西北地区粮食和食品安全带来的风险，又能最大限度把握和利用气候变化对提高粮食和食品安全水平提供的机遇。

气候变化挑战西北地区农业

我国西北地区幅员辽阔，农业生产在国民经济中占据着主导地位。但由于该地区自然环境条件较差，气候对农业生产的约束性很强，气候变化对农业生产的不利影响非常突出。在新中国成立尤其是改革开放之后，由于社会生产关系的改善和农业技术的发展，西北地区实现了粮食产量由长期短缺到总量供给基本平衡的重大转变，初步实现了区域范围内的粮食平衡自给。然而，近几十年西北地区农业生产的良好发展形势似乎掩盖了气候变化给粮食安全带来的挑战。对此，我们必须提高警惕。

从未来发展趋势看，西北地区整体暖干化趋势更加明显，干旱灾害发生频率将继续增加，冰雹、暴洪和干热风等危害将不断加剧，农业生产的灾害损失将明显加重。而且，气候变暖还将直接影响作物种植、农业生态稳定性和病原菌传播及痕量元素和重金属元素的吸收等多个方面。气候变化对农业生产的不利影响将会日益突显，对农业生产带来的约束和威胁将会进一步加大。在目前耕地和水资源等农业生产要素的刚性约束越加突出及生产力发展空间十分有限的背景下，由于气候变化带来的农业产生风险和不利影响不断加剧，因此西北地区粮食持续稳定增长的难度将逐步加大，粮食产量和品质下滑及食品安全程度降低的可能性正在增大，粮食和食品行业将变得更加脆弱，对粮食和食品安全提出了严峻挑战。

因此，我们当前十分需要针对西北地区气候变化及其影响的基本特点和保障粮食与食品安全的客观现实，深入分析气候变化对西北地区作物生理生态、生长发育，水资源利用，土壤环境和生态系统结构的影响特征，并从粮食和食品安全的高度认识气候变化影响的基本规律，为政府决策者和农业科技工作者应对气候变化提供技术对策。

多重影响粮食和食品安全

近半个多世纪以来，西北地区气候经历了高温、干旱、暖冬等一系列变化，未来西北气候仍将持续变暖，正在或将要对西北地区土壤环境、雨水资源利用和痕量元素利用等农业生产条件及粮食和食品安全产生重大影响：

土壤环境不断恶化。气候变暖对西北地区土壤环境的影响是多方面的：第一，加快了微生物对土壤有机质的分解，造成土壤肥力下降；第二，土壤环境中各种离子交换过程趋于活跃,土壤污染不断加剧；第三，加剧了土壤水分蒸发,带动土壤盐分向上移动，导致土壤盐渍化；第四，加快了土壤有机碳矿化速度，引起土壤物理、化学和生物反应的一系列变化；第五，影响了岩石的化学风化和硅酸盐的风化速度，改变了土壤形成过程。

雨水资源利用率下降。气候变化对雨水资源利用效率的影响非常显著，即使未来全球气候变暖控制在2.0℃至2.5℃以内，作物水分利用效率也将出现下降趋势，豌豆水分利用效率将下降4.3%至33.3%，春小麦-马铃薯轮作系统作物水分利用效率将下降3.0%至12.4%，这会使农业生态系统的抗旱能力减弱。

痕量元素利用率降低。气候变暖能够通过对土壤微生物活动及对植物生长速率、光合作用速率和细胞中酶活性等影响，改变西北地区土壤中痕量元素的溶解性，引起作物富集水平下降，并直接导致痕量元素生物利用率降低，从而影响粮食作物的营养成分的形成。

粮食产量下降。气候变暖将使作物光合速率明显下降，生育期显著缩短，严重影响作物产量的形成。研究发现，如果增温2.0℃左右，灌区的春小麦全生育期将缩短18至22天，产量将减少16.5%至18.5%；雨养区的豌豆生育期将缩短3至17天，产量将减少6.3%至17.5%；雨养区的春小麦-马铃薯轮作系统作物生育期将缩短11至42天，产量将减少3.2%至9.4%。

食品营养性降低。气候变暖不仅与西北地区作物病虫害密切相关，而且还会改变农业生产过程的化肥和农药投入量，影响农作物对痕量元素和重金属元素的吸收过程。在未来气候变暖的形势下，作物害虫和病害将加重，作物痕量元素和重金属元素含量将失调。这将直接导致食品营养水平降低。

积极应对有效降低风险

那么，面对着气候变化带来的连锁反应，我们应该怎样有效应对呢？目前可供我们选择的应对策略和适应措施有多个方面。

第一，主动调整农业种植结构。可以通过实施“冬小麦北移”、“压夏扩秋”和“多熟种植”等作物种植结构和种植制度调整措施及发展和扩大 “喜温抗旱”作物品种等应对策略，达到对气候变化影响的趋利避害，以有效提升粮食生产安全水平。

第二，积极发展极端天气气候事件预测预警系统。发展极端天气气候事件预测预警系统可以提升预防和应对极端气候事件的能力，降低气象灾害对农业生产的危害，以提高粮食生产的稳定性。

第三，大力开发空中云水资源。通过科学开发利用空中云水资源，可以增强水资源的调控能力，从而有效缓解西北地区水资源短缺的矛盾，化解气候干旱化对农业产生的不利影响，提高农业生态系统的生机。

第四，努力发展低碳农业和循环农业。低碳农业和循环农业模式是减缓和适应气候变化的有效途径之一，可以减少化学物质和化石能源投入，既直接减少了生产过程对粮食产品的污染，又间接降低了温室气体的排放。

第五，积极推进气候变化对粮食和食品安全的影响研究。目前对气候变化引起的粮食和食品安全问题了解仍然十分有限，尤其缺乏减少安全风险的有效应对措施。(来源：中国气象报社)