美国农业带分布图中棉花带的有利生产条件

美国农业带分布图中棉花带的有利生产条件

美国棉花带分布图显示，棉花带主要分布在亚热带湿润气候区。这里拥有夏季气温高、热量充足、光照强的优势，非常适宜棉花的生长。另外，降水适中，地表平坦，方便机械化操作，也是棉花带的有利生产条件。

21. (1) ①乳畜带②玉米带③棉花带④小麦区⑤畜牧和灌溉农业区(2) 这里地势平坦，土壤肥沃，春夏气温较高，适合玉米生长(3) 专门化

温室效应对农业生产的影响？【具体分析】

．2．1 C0 浓度增加对光合作用的影响 CO 是

形成9O 的植物干物质的主要原料。大气中CO 的

增加可以提高植物的光合作用速率，其结果有助于

作物生长。在世界2O种主要粮食作物中，小麦、水

稻、大麦、豆类等C。作物有16种，它们对C0 浓度

较敏感，故C。作物的产量将显著增加，而对玉米、高

梁、甘蔗、谷子等C 作物的助长作用不明显，因为它

们对CO 的敏感性差，同时还要承受长势更旺的C。

杂草的压力。现有研究指出，在CO 浓度倍增的情

况下，可使C。作物生长和产量增加1O9，5—5O ，C

作物生长和产量的增加在1O 以下。C0 浓度增加

对植物生长的促进作用，受植物呼吸作用、土壤养分

和水分供应、高温胁迫、固氮作用、植物生长阶段、作

物质量等因素变化的制约，这些因素的变化很可能

抵消CO 增加的助长作用。尤其是对许多以种植玉

米、高梁这些C．作物为主的地区(如热带非洲半干

旱的撒哈拉沙漠南部)的谷物的生长并不一定有利，

产量会受到影响Ll 。

1．2．2 CO 浓度增加对作物品质的影响 CO 浓

度升高可能导致农作物产品品质降低。在高浓度

C0 的情况下，用更少的N肥即可生产出与今天等

量的农产品，因为作物所吸收的C将增加，而吸收

的N则减少，体内C／N 比增高，蛋白质含量下降，

因而作物品质下降。实验结果显示，在CO 浓度倍

增条件下，大豆氨基酸和粗蛋白含量分别下降

2．3 和0．83 9，5；冬小麦籽粒粗蛋白和赖氨酸分别

下降12．89，6和4 9，5[1。“ 。这样人类人均粮食消费量

可能要增加，否则不足以满足自身的营养需求。同

样，农业害虫可能也要摄取更多的植物才能满足其

营养需求，虫害可能由此加重。

1．3 气候变暖对作物生长发育的影响

温度升高对农作物生育作用的后果很明显，其

主要影响表现在：① 不能满足因温度升高而急剧增

加的蒸腾耗水的需要；② 由于生长季水分匮乏，很难

有效利用新增加的热量和CO 资源，提高光合生产

率，使生长受阻；③ 由于土壤中有效水分减少，农作

物生长发育的水分胁迫将会变得更加严峻；④ 按有

关生长期的定义，由于生育期中水分供应不足，农作

物的实际有效生长期并未因积温增加而有实质性的

延长；⑤ 由于温度升高，特别是夏季温度的剧升，势

必使高温日数明显增多，而降水量几乎没有增加，结

果直接导致高温危害，实际上也缩短了作物的有效

生长期。

温度升高可延长全年生长期，对无限生长习性

或多年生作物有利；而对生育期短的栽培作物来说

又是不利的，因为温度高而使作物的发育速度加快，

生育期缩短，生物量减少，可能会抵消全年生长期延

长的效果。据研究，在生育期气温每升高1℃ ，冬小

麦生育期日数全国平均缩短16 d[1 ，光合作用积累

干物质的时间减少。在平均温度升高的同时，极端温

度出现的频率增加，对局部地区作物的生长发育有

抑制作用。另一方面，冬季气温升高对秋播和II缶冬播

种的作物生育有利，小麦、油菜等作物越冬率、分蘖

或分枝增加，作物生长发育较充分，有利于产量形

成。

1．4 气候变暖对土壤水分有效性的影响

温室效应的加剧将引起土壤水分分布的变化。

由于温室效应引起的温度变化，高纬地带比低纬地

带强烈，导致南北温差减小，从而削弱了经向环流，

使中纬度地区降水量趋于减少，而在赤道附近、低纬

地区及两半球5O。以上地区的降水将会增加。同时，

维普资讯

74 农业现代化研究

气温升高后，地表的蒸散量将大幅度上升。据资料统

计，气温上升1℃ ，蒸发量将增加5 一10 。降水的

少量增加和蒸发强度的大幅攀升很可能出现负水分

平衡，作物生长所需的有效水分明显减少，土壤含水

量趋于缺乏，而且随季节的更替，湿度减少地区还会

扩大，春秋两季蒸发量增强使土壤更加干旱，夏季因

缺水而引起的常见干旱程度加剧L1 ，而农业生产对

水的依赖性是很大的，土壤水分幅度不大的变化就

可能对产量造成很大的影响。由于夏季气候干燥度

增加，中纬度地区作物产量会减少10 一30 ；热

带半干旱地区如印度北部，降雨量不足，增温伴随的

加速蒸发使土壤水分状况恶化，在雨量不增加的情

况下，平均温度即便仅增加1℃ ，小麦产量就会减少

10 。今天的粮食作物高产区，尤其是美国大平原，

到2030年将遭受更频繁的干旱的袭击。中纬度地区

的农业生产带—— 北半球的加拿大北部、斯堪的那

维亚半岛、前苏联地区和日本，南半球的新西兰、智

利、阿根廷，可能会从增湿到cO 催化的综合作用

中受益，但是多岩山区和土地贫瘠地区受的益可能

不足以补偿作物高产区减产的损失。

据估计，当CO 倍增时，我国年降水增加的趋

势是自东南向西北递减，长江中下游以南地区增加

200mm 以上，黄河中下游地区增加lO0-150mm，

东北、西北地区增加80mm 以下。夏季降水增加大

于冬季n 。当CO 倍增时，我国不同地区气温对月

蒸发率的影响趋势是：夏季大于冬季，北方大于南

方，越是干旱地区影响越大。研究显示n ，当CO 倍

增时，全国土壤湿度在长江以南为增加趋势；北方广

大地区除新疆北部外，均呈下降趋势。土壤湿度明显

下降的地区为东北、华北和西北，其中西北地区由于

特殊的自然环境条件土壤湿度下降最为明显，这些

地区将出现持续变干的趋势。

1．5 气候变暖对农业病虫害的影响

由于温度升高，害虫发育的起始时间有可能提

前，一年中害虫的繁殖代数也因此而增加，在新的适

宜环境条件下，某些害虫的虫口将呈指数式增长，造

成农田多次受害的概率增大。气候变暖后，粘虫发生

的世代均将在原来的基础上增殖1—2代n 。另一

方面，冬季变暖，病虫更易越冬，虫源和病源增大；害

虫的越冬休眠期缩短，世代增多。更为严重的是多种

主要作物的迁飞型害虫比今天分布更广、危害更大，

粘虫越冬和冬季繁殖面积大幅度扩大[193。褐飞虱安

全越冬北界将移至25。N 附近；稻纵卷叶螟冬季越

冬界线将会北移，其结果不仅大范围地加重越冬作

物的病虫危害，而且也增加了来年开春迁飞害虫的

基数。由于南北温差减小，粘虫、稻飞虱等迁飞性害

虫春季向北迁入始盛期将提前，而秋季向南回迁期

推迟，使危害的时间延长。另外，迁飞性害虫春秋往

返迁飞的路径也将受到一定的影响，使其集中危害

的分布区发生相应的变化。

气候变暖会改变作物病原体的地理分布，目前

局限在热带的病原和寄生组织将会扩展到亚热带甚

至温带地区。冬季温度升高，有利于条锈菌越冬，使

菌源基数增大，春季气候条件适宜，将会加重小麦条

锈病的发生、流行。

病虫害的流行蔓延，加上C。杂草的超常生长，

意味着不得不施用大量的农药和除草剂，这将加剧

环境的污染。

1．6 气候变暖对农业气候灾害的影响

气候变暖对农业最主要的影响很可能是极端气

候条件，如干旱、炎热、洪涝、风暴、龙卷风、冰雹、冷

害、霜冻等。研究认为，气候变暖会使热带风暴增加，

从而对低纬度地区，尤其是海岸带的农业有重大影

响。有人认为，气温升高，持续炎热，因而影响农业生

产，尤其是在热带、亚热带地区更为突出。例如发生

在冬小麦主产区的干热风可能使小麦大幅度减

产n 。高温胁迫的热害已经限制了作物生产，影响

玉米、大豆、高梁、谷子等的种植和产量，水稻、棉花

的生育也受到强烈抑制。在温室效应影响下高温热

害加剧，将是影响我国农业生产的严重问题。由于气

温升高，大气层中气流交换增强，大风天气会增加，

风暴频率和强度都会有所增强，某些区域(in我国黄

土高原地区)因风蚀作用而引起的水土流失会加剧，

进而影响农业生产。还有研究指出，气温升高后会导

致土壤耗水量加大，尤其是植被覆盖度低的干旱和

半干旱地区耗水量更大，旱灾会更频繁地发生，从而

威胁农业的发展[2 。我国北方地区由于季风雨带的

南移可能加重干旱的危害。

1．7 气候变暖对农田基质的影响

在较暖的气候条件下，土壤微生物对有机质的

分解将加快，长此下去将造成地力下降。在高CO

浓度下，虽然光合作用的增强能够促进根生物量的

增加，在一定程度上可以弥补土壤有机质的减少，但

土壤一旦受旱后，根生物量的积累和分解都将受到

限制。这意味着需要施用更多的肥料以满足作物的

需要。干旱加剧后，植被减少，表土易沙化，使得耕地

易受风蚀，遇到大风袭击时，将产生沙尘暴；而一旦

受到暴雨冲刷，又会造成严重的水蚀。

肥效对环境温度的变化十分敏感，尤其是N

肥。温度增高1℃ ，能被植物直接吸收利用的速效N

维普资讯

第1期— 簦 室鏊堕塑 壅些 堕垦基 筮 !

释放量将增加约4 ，释放期将缩短3．6 d。因此，要

想保持原有肥效，每次的施肥量将增加4 左右。这

样不仅使农业成本和投资增加，而且对土壤和环境

也不利。

气候变暖后，在蒸发相应加大的同时，降水量若

不明显增加，则将使我国农牧交错带南扩，东北与内

蒙古相邻地区农牧交错带的界限将南移约70km，

华北北部农牧交错带的界限将南移约150km，西北

部农牧交错带的界线将南移约20km。农牧过渡带

的南移虽然可以增加草原的面积，但由于农牧过渡

带存在潜在沙漠化倾向，新的过渡带地区如不加以

保护，也有可能沙漠化。

1．8 冰消冒融对农业的影响

温室效应的加剧以惊人的速度融化着极地和高

山的冰JiI、冰盖和积雪，其结果从三个方面影响农

业：一是海平面上升，沿海岸带的农业区将被淹没，

使农业分布区萎缩。据估计，在过去的100年间全球

海平面升高了10—25cm，预浊在未来的100年间海

平面将继续升高约50cmC2~3，到2050年海平面将升

高0．26—1．65mE22]。若本世纪海平面上升lm，直接

受影响的土地约占世界耕地的1／3。二是海岸侵蚀

加重及大部分沿海平原将发生盐渍化或沼泽化，土

质劣化，使土地不适宜农业耕作的需要。三是江河中

下游地带洪灾的威胁增大，使农业生产的不确定性

和农业投资的风险性显著提升。当海水入侵后，河口

位置上移；海面升高，顶托江水，导致江水水位抬高，

泥沙淤积加速，两岸江堤相对低下，发生洪灾的几率

明显增加。若考虑到特大风暴潮的作用，则海拔5m

以下、占世界粮食产量1／2的地区均将受到影

响 引。

2 因应气候变暖对农业的影响之对策

面对未来温室效应加剧可能对农业产生的显著

影响，我们必须未雨绸缪，采取积极的应对措施，充

分利用和发挥其有益作用，为人类的美好未来生产

出更加丰富的农产品；尽力避免和减轻其有害作用，

使农业生产持续发展。

2．1 加强国际性合作

进一步研究温室效应对全球气候变化的影响，

确定不同地区对气候变化敏感的程度和反应的速

率，以制定相应的预防措施。深入研究C0 、CH 、

N 0等温室气体释放的机理及影响因子，制定科学

的调控措施，减少这些气体向大气的排放，真正达到

减慢和控制气候变暖的进程。另一方面，提高森林覆

盖率，增加对Co 的吸收。

2．2 加强适应气候变化的农业发展战略的研究

大力开展农业生产的趋势与前景、水资源的农

业调配与利用、气候变化后的土地生产力等方面的

研究，以确定农业发展的重点与农业技术的政策与

导向。

2．3 加强气候预测模型研究

当前气候预测模型研究的重点首先应放在对西

北地区的预测研究上，尤其是气候变化对西北地区

水资源的影响，包括水资源变化的量级、时间和空间

分布以及气候变化对水资源供需关系的影响等；其

次是气候变化对西北地区农、林、牧业及其综合配置

的影响；再次是气候变化对农业病虫害的影响等。

2．4 提高农业对气候变化的应变能力和抗灾减灾

水平

我国北方一些干旱和半干旱地区降水可能趋于

更不稳定或者更加干旱，因此这些地区要以改土治

水为中心，加强农田基本建设，增强有效灌溉能力，

改善农业生态环境，建设高产稳产农田，不断提高整

个农业抗御不良环境和外界变化的素质。

2．5 选育抗逆品种，采用稳产增产技术

针对未来气候变化对农业的可能影响，分析未

来光、温、水资源重新分配和农业气象灾害的新格

局，改进作物品种布局，有计划地培育和选用抗旱、

抗涝、抗高温和低温等抗逆品种，采用防灾抗灾、稳

产增产的技术措施，预防可能加重的农业病虫害。

2．6 发展生物技术等前沿学科

面对21世纪人口、资源、环境、粮食问题和气候

变化的挑战，要加强光合作用、生物固氮、生物技术、

抗御逆境、设施农业(如温室大棚)和精确农业等方

面的技术开发和研究，力求取得重大进展和突破，以

强化人类适应气候变化及其对农业影响的能力。

2．7 科学地调整种植制度，适应气候变暖

大气中COz浓度上升，气候变暖，作物生物期

延长，对我国北方粮食生产可能有利，因而要充分利

用这一机缘，科学地调整种植制度，大力发展东北的

粮食生产。

3 结语

温室效应的加剧对农业的影响可能是严重的，

它将通过改变农业生产条件而增加农业生产的不稳

定性，带来农业生产布局和结构的变动，造成粮食生

产的波动，使农业生产成本和投资额外增加。近年的

研究表明【2J，世界各地的作物产量及生产率都将有

较大的变化，许多地区的农业生产模式也有可能改

变。由于我国特殊的地理位置和地形特征，在全球变

维普资讯

76 农业现代化研究 第25

化背景下我国的气候变化将更为复杂，对中国陆地

生态系统，尤其是农业气候资源和农业生产的影响

也更为明显L2‘。。

温室效应的加剧会显著地影响农业，但对其研

究目前尚存在诸多不确定性。一是因为研究气候变

化对未来生态系统影响时所用的气候情景，没有考

虑区域差异和时间变化，过于简化和主观；二是所用

气候情景是全球平衡模型输出的结果，模型的分辨

率较粗，本身具有许多不确定性，不同模型之间也存

在差异；三是所有农业专业模型多属静态或经验统

计模型，缺乏动态或过程模型，而且多数研究只是局

部地域的甚至是个别地点的。

评价未来气候变化对我国农业影响的研究，目

前主要从两方面分别进行。一是研究气候变化影响

作物的关键过程，进行作物生长模拟试验，建立作物

区域生长动力模型来评价未来气候变化对我国农业

的影响；二是对区域气候变化情景下农业生产的响

应进行研究，分析气候变化影响的可能趋势和地区

差异。如果将上述两方面的研究有机地结合起来，建

立复杂的相互作用模型，无疑会大大降低气候变化

影响研究的不确定性。

参考文棘：

[1] 张金屯．全球气候变化及对农业的影响[J]．环境与开发．

1999(4)l78— 82．

[2] 张志强．孙成权．全球变化研究十年新进展[J]。科学通报，

1999，44(5)l464— 477．

[3] 张宗瑜．空气污染与农业环境EJ]．云南农业科技，1999(6)：

32— 36．

[43 林光辉．全球变化研究进展与新方向[A]．现代生态学讲座

[c]．北京。科学出版社，1995。67—82．

[5] Hansen J，Lebedeff S．Global Surface Air TemperaturelUpdate

Through 1987[M]．Geophy Res Letters，1998 l 323-326．

[6] 罗勇．美国全球变化研究现状[J]．气象．1999，25(1) 3—

8．

[7] CENRRNSTC (Committee on Environment and Natural

Resources Research of the National Science and Technology

Co uncil)．Our Changing Plant—The Fiscal year[J]．Global

Change Research Program．1 995：1—38．

[8] William B A，Turner B L．Changes in Land use and Land

Cover，A Global perspective [M ]．Londonl Cambridge

University Press，1 994 l 7— 1O．

[9] 黄荣辉，徐予红．我国夏季降水的年代际变化及华北干旱化趋

势[J]．高原气象，1999．18(4)l465—475．

[1O] 杨永歧．陈囊狮．吉奇·气候变化对我国西北地区未来农业的

影响及对策[J]．辽宁气象．2001(4)；12—15．

[11] 郑斯中．全球变曩对我国粮食产量影响估计中的乐观惯向

[J]．中国农业气象．1993．14(5)l44—47．

[12] Parry M．The Potential Effect of Climate Changes on

Agriculture and Land Use[J]．Advances in Ecological

Research，1992，22l63— 91．

[133 高素华，王春乙．COz浓度升高对冬小麦、大豆籽粒成分的影

响[J]．环境科学．1994，15(5)l24—3O．

[-14] 王春乙．高素华，郭建平．模拟大气中COz浓度对大豆影响

的实验[J]．生态学报，I995．15(2)：34—4O．

[15] 王修兰．二氯化碳、气候变化与农业[M]．北京。气象出舨

社，1996：66— 73．

[16] Royer J F．21世纪的气候[J]．生态学进展．1989．6(3)。212—

217．

[17] 赵宗慈．五个全球大气海洋环流模式模拟二氯化碳增加对气

候变化的影响[J]．大气科学，1990(4)。57—63．

[18] 李教华．气候变曩对病虫害的髟响及防治对策[J]．中国农

业气象，1993．14(1)l41—47．

[19] 张厚瑁．关于气候变曩对我国农业生态环境影响及其对策的

几点看法[J]．中国农业气象，1992，13(3)。2O一23．

[2O] Turner B L，Moss R H，Skole D L．Relating Land Use and

Global Land—cover Change[R]．IGBP Report，1993．24l8—

15．

[21] 李博．生态学[M]．北京。高等教育出版社，2000。333．

[22] 刘宗超．生态环境与全球变化问题[A]．现代生态学透视

[C]．北京；科学出版社，1990 317．

[23] 孙儒泳，李博．诸葛阳．等．普通生态学[M]．北京。高等教

育出版社，1993l272．

[24] 周广胜，王玉霹．全球变化与气候一植被分类研究和展望[J]

． 科学通报．1999，44(24)。2587-2593．

看了下面的,我觉得比较详细,