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温室气体增加对农业生产潜力和作物产量的影响 |
发布时间:2017-09-27 |
较高纬度地区:气候变暖可望减轻热量不足对农业的限制,使生产潜力获得明显提高。在2×CO2气候情景下,芬兰将变暖4℃且更加湿润,春小麦产量可提高 10%〜20%,北部可能更多,大麦和燕麦产量将提高9%〜18%。冰岛在GISS2 × CO2气候下,年平均温度将升髙4℃,降水量增加15%,牧草生长季可提前50d开始,改良牧场的干草产量约增产2/3,农业产出可增加1倍。气候变暖还将使俄罗斯商用小麦栽培北界附近的小麦产量提高。日本北部的水稻产量预计将增加 5%,整个国家可增产3%。但就全球而言,这种提高只具有区域意义,而且温度升髙伴随的一些不利气候条件可能他上述估计不能完全实现。 中纬度地区:气候变暧的有利效应可能被水分不足所限制或抵消。据估算,北美洲大部分地区土壤水分将减少,导致谷物产量下降。在2×CO2气候情景下,加拿大大草原将增温3〜4℃,但土壤水分随之减少。除目前谷物产区北界春小麦略有增产外,大部地区增产19%左右。美国绝大部分地区在GISS和GFDL2×CO2气候情景下将变暖3.8〜6. 3℃,土壤湿度降低10%,可能使主要的非灌溉作物产最下降。加利福尼亚玉米估计减产4%〜17%。但目前受温度限制的最北邵地区非灌溉玉米和大豆产量可能提高。另外,非灌溉地小麦产量预计将降低2%〜3%,灌溉地将增产5%〜15%。欧洲南部预计未来夏季甚至冬季土壤水分都可 能减少,生产潜力将大大降低。意大利和希腊在变暖4℃和夏季降水减少15%的情景下,生物量潜力预计将分别降低5%和36%。澳大利亚东部小麦带降水可能增加,西部小麦带冬季降水减少,预计东部农业潜在产量提高,而西部下降。 日本在气温升温3〜3.5℃,年降水量增加5%的情景下,北海道水稻产量预计可增加5%,中北部地区增加2 %。北部地区自然植被初级生产力可增加15%,中南部约增加7%。 半干旱热带:降水是农业生产的关键,但由于对未来降水量的估计还有很大的不确定性,因而这一地区气候变化对农业的影响只有一些初步和一般性的研究。 据估笄,非洲蒸散将由于温度升高而增加5%〜15%。肯尼亚目前气候概率为10%的严重于旱可使玉米减产30%〜70%,饲草减产15%〜60%,印度北郃如果降水不增加,温度升高0.5将使小麦减产10%左右;而降水增加则水稻可增产7%。 湿润热带:水稻产量对生长期内有效水分数量极为敏感。初步研究裘明,泰国北部在夏季降水增加5%,冬季降水减少11%的条件下,水稻可能减产1%〜7%。 在2×CO2气候情景下,预计温度将上升0.3〜0.5℃,有可能因作物生氐加快而使水稻、玉米减产,且虫害损失加大。菲律宾的试验指出,在夏季降水增加,温度略升,并考虑到CO2增加的直接效应,水稻产量可提高30%左右。 中美洲和南美洲:产量变化主要取决于降水量的增加是否能补偿温度引起的潜在蒸散增加。墨西哥和中美洲在2×CO2情景下可能形成较暖干的气候,并使土壤水分减少10%〜20%,将导致玉米及其他雨养农作物减产5%〜25%,高温和水资源减少也将使灌溉作物减产。降水量增加,强度加大,又将使土壤侵蚀速率加快。温度升高2〜4℃将使南美蒸散速率至少增加10%,可导致南美大草原变干。 总之就全球而言,气候变化对作物生产潜力和产量的影响主要取决于气候变 化类型和农业类型,特别是热量资源和水分资源的匹配组合.情况。 有研究结果表明,CO2倍增北半球髙纬度地区农业将有较大幅度增产,而中低纬大部地区将呈减产趋势,尤以水稻和玉米明显。小麦因大多种植在中高纬气候温凉地区,在考虑了CO2直接效应的情况下将因气候变暖而受益。分析中低纬度未来农业可能减产的故因:一是气温升高,作物呼吸消耗增多,干物质积累减少作物发育进程加快也不利于籽粒充实。二是降水减少或虽增加但不足以补偿蒸散速率的增加,使土壤水分减少,作物水分胁迫加剧,生长受到影响。三是平均温度升高可能使极端温度事件的概率增加:降水增加的同时,也可能暴雨、洪捞增多,都对作物生长不利。另外,冬暖冇利于迁飞型害虫的越冬、繁殖和迁飞,使危害范围扩大,程度加剧。出现暖湿气候时又将有利于病调的发、生蔓延,危害作物和 牲畜。CO2浓度增加还有利于C3类杂草的生长,对农作物构成竞争威胁。 |