從“被動治”到“主動防”—全球變暖，中國農業(yè)如何應“烤”

“以前我們主要種紫花苜蓿、蕎麥和山杏，蘋果只是零星種一點。”作為一名當地土生土長的“90后”，陜西省吳起縣果業(yè)技術發(fā)展服務中心副主任程占葉告訴科技日報記者，“從2015年起，情況開始發(fā)生變化。”

 

變化源于全球氣候變暖引起的種植帶北移。

 

氣溫的逐年升高，讓吳起縣的高海拔、強光照與顯著溫差成為蘋果種植的優(yōu)勢。這里產出的蘋果色澤艷麗、甘甜飽滿。

 

但全球變暖也讓種蘋果這件事變得更難。

 

7月底，吳起縣迎來今年最強的一場降水。“這些年降雨越來越多。而且，未來10天全縣最高氣溫均超過30℃，高溫高濕天氣可能會引起果園病害大流行。”當時，電話那頭的程占葉頗為發(fā)愁。

 

正如程占葉所感受到的，全球氣溫持續(xù)攀升，農業(yè)生產面臨前所未有的沖擊。根據政府間氣候變化專門委員會（IPCC）2024年發(fā)布的最新評估報告，全球平均氣溫相比工業(yè)化前已上升1.1℃，農作物產量變化幅度達到-10%至25%不等。這組數據背后隱藏著一個殘酷現實：傳統(tǒng)農業(yè)生產模式正在經歷史上最嚴峻的考驗。

 

氣候變化，重塑農業(yè)生產版圖

 

氣候變化正在重塑中國農業(yè)的生產版圖。在宏觀層面，氣候變暖已顯著改變了傳統(tǒng)農業(yè)種植格局，其中一大特征是主要農作物的種植帶正明顯北移。

 

在江西，贛南臍橙最優(yōu)區(qū)種植北界從北緯27度北移至29度，可種植面積增加46%；在新疆，棉花種植北界向北擴展了100公里至200公里，南疆棉區(qū)開始種植生育期更長、產量潛力更大的晚熟棉花品種。全國冬小麥可種植面積因氣候變暖增加了約35萬平方公里。

 

但這只是硬幣的一面。

 

中國科學院院士、中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心研究員林鴻宣長期關注氣候變化對農業(yè)的影響。他認為，全球氣候變暖速度加快，無論是對人類的生活還是對農作物的生產均產生了威脅。

 

高溫極大影響農作物的產量和質量。“當氣溫高于38℃時，會顯著抑制水稻、玉米、小麥等作物的生長，降低作物的花粉育性，導致結實率下降，產量大幅度減少。”林鴻宣介紹，“同時，高溫還會引起作物灌漿不實、籽粒不飽滿，顯著降低谷物品質。”

 

在他看來，高溫脅迫，即溫度超過植物適宜范圍上限，對植物能量代謝與生長發(fā)育造成不利影響，正加劇世界糧食生產安全風險。

 

研究顯示，全球平均氣溫每升高1℃，會導致小麥減產6.0%，水稻減產3.2%，玉米減產7.4%，大豆減產3.1%。據預測，至2040年高溫有可能使全球糧食減產30%—40%。

 

此外，氣候變化引起的極端天氣事件頻發(fā)，嚴重影響糧食生產。

 

坐落于黃土高原西北邊緣的甘肅省白銀市，處于祁連山東延余脈與騰格里沙漠的交會地帶，常年與干旱角力。今年春天，高溫少雨與沙塵天氣更是接連來襲，土地日漸干涸，作物在干旱中艱難求生。

 

白銀市只是一個縮影。今年甘肅全省降水減少近一半。188萬畝農作物受旱，其中10萬多畝受災，還有52萬畝根本無法按時播種，對冬小麥現成產量、秋作物播種出苗造成不利影響。“氣候變化讓西北地區(qū)的季節(jié)性干旱加劇，其強度與頻率有增加趨勢。”中國農業(yè)大學教授李思恩說。

 

從全國看，我國北方大部地區(qū)干旱是常態(tài)，幾乎每年都有發(fā)生。南方季節(jié)性干旱的發(fā)生次數增多、強度增大。

 

溫度升高也給病蟲害防治帶來新的課題。“隨著種植帶不斷北移，害蟲也會向更高緯度、更高海拔地區(qū)進軍。”中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所農業(yè)資源研究中心研究員張正斌說，以小麥為例，原來主要在南方發(fā)生的赤霉病和白粉病，如今已成為北方麥區(qū)的常見病。稻飛虱和黃萎病也在明顯向高緯度、高海拔地區(qū)蔓延，北方草地螟更是連年暴發(fā)。

 

中國農業(yè)科學院監(jiān)測顯示，小麥條銹病適生區(qū)北擴西移200公里至300公里，稻飛虱越冬北界從北緯25度推移至28度，每年造成直接經濟損失超120億元。這種生物地理邊界的重構，使得傳統(tǒng)病蟲害防控策略失效。

 

江蘇省氣象科學研究所高級工程師徐敏告訴記者，受氣候變暖影響，當地水稻高溫熱害的發(fā)生頻率正明顯加快——2003年首次發(fā)生，2013年再次出現，最近幾年更是間隔縮短，強度持續(xù)增強。“若不及時防災，水稻減產可能超過20%，一畝地或少收兩百多斤稻谷。”

 

多措并舉，提升農業(yè)氣候韌性

 

面對日益加劇的高溫、干旱與病蟲害等挑戰(zhàn)，我國農業(yè)生產格局正在經歷一場深刻轉型。“雖然氣候變化導致的災害性天氣增多，對穩(wěn)產增產構成持續(xù)壓力。”中國農業(yè)大學資源與環(huán)境學院教授潘志華表示，“但通過采取重啟氣候區(qū)劃、選育抗旱品種、研發(fā)推廣新型種植技術等一系列以科技創(chuàng)新為核心的適應性行動，我們正不斷提升農業(yè)氣候韌性，為保障國家糧食安全提供堅實支撐。”

 

2023年中央一號文件明確提出“研究開展新一輪農業(yè)氣候資源普查和農業(yè)氣候區(qū)劃工作”（以下簡稱“農業(yè)氣候區(qū)劃”），這距離第二次全國農業(yè)氣候資源普查和區(qū)劃工作已過去將近40年。

 

中國氣象局氣象宣傳與科普中心特聘專家朱定真翻出一份泛黃的《中國農業(yè)氣候區(qū)劃集（1984）》，指著一條等值線說：“這條線當年劃在山東德州，如今已北移將近150公里。”

 

“這不是數字游戲，氣候變化帶來的‘利弊’必須要摸清楚。”朱定真強調，“我們要精準地告訴決策者和農戶，他們所在地區(qū)的氣候‘基因’，最適合承載哪些植物。”在他看來，這事關糧食生產的安全底線。

 

如果說農業(yè)氣候區(qū)劃工作是要解決“某個地方適合種什么”問題，那么抗旱等適宜品種的選育則是要解決“該地方穩(wěn)產增產”難題。

 

以小麥為例，全國3.5億畝小麥田中，約有1億畝常年受旱，導致減產超過50億公斤。如何讓小麥“喝得少、長得好”？中國農業(yè)科學院作物科學研究所研究員景蕊蓮帶領團隊歷經數十年的努力，通過田間和人工模擬干旱、高溫環(huán)境，篩選出455份優(yōu)質的抗旱耐熱種質，培育出抗旱耐熱小麥新品種——中麥36。

 

景蕊蓮算了一筆經濟賬：推廣該品種可在1億畝旱地實現增產20億公斤、節(jié)水40億噸，相當于北京市三年生活用水總量。

 

今年，在河北寧晉縣的示范田里，中麥36在少雨偏旱的條件下，仍表現出卓越豐產潛力：畝穗數34.6萬、穗粒數32.3粒，具有在黃淮旱作麥區(qū)大規(guī)模推廣的可能。

 

良種還需良法種，節(jié)水灌溉等種植技術也在加速推廣。

 

在甘肅武威這類極端缺水地區(qū)，莊稼生存完全依賴灌溉。過去，當地廣泛采用畦灌——引水入田、靠重力浸潤，不僅用水效率低，蒸發(fā)損耗更大。自2005年起，李思恩團隊開始研發(fā)推廣“五連環(huán)”淺埋智慧滴灌技術模式，通過中晚熟品種選育、覆膜淺埋滴灌、水肥藥一體化與智能化控制等多項措施，形成節(jié)水增產的全路徑解決方案。

 

在去年最干旱時期，示范區(qū)玉米田灌水十余次，灌溉總用水量280立方米，實收產量卻高達每畝1.29噸，真正實現了“節(jié)水又增產”。

 

應對病蟲害也有新方案。

 

今年初，全國農技中心發(fā)布的一項預警顯示，受高溫影響，2025年全國小麥赤霉病預估發(fā)生面積達1.2億畝。在河南這樣的小麥主產區(qū)，赤霉病已由間歇性病害轉變?yōu)槌０l(fā)性重點病害。

 

當地農技部門探索出一套綜合防治方案：預測預警先行，依托農業(yè)氣象站與物聯(lián)網傳感器監(jiān)測環(huán)境數據，結合發(fā)病預測模型精準研判防治時機；再通過手機App、短信、鄉(xiāng)村廣播等渠道，提前向農戶發(fā)布防治建議；輔以生物防治手段，保護麥田中的瓢蟲、食蚜蠅等天敵昆蟲，維持田間生態(tài)平衡。

 

“核心是從‘被動治’轉為‘主動防，綜合治’。”一名農技人員表示。通過這一綜合防治方案，赤霉病病穗率控制在3%以下，遠低于不防治田塊的病穗率。

 

協(xié)同推進，強化頂層設計

 

據世界氣象組織最新預測，2025年至2029年，全球平均溫度將“居高不下”，將有80%概率出現有記錄以來“最暖年份”，即這5年中至少有一年的全球平均溫度將超過2024年剛創(chuàng)下的紀錄，2025年很有可能是有記錄以來三個最暖的年份之一。

 

“當前氣候變化速度已遠超百萬年來的自然變率，即便實現全球碳中和，全球變暖的升溫慣性仍將持續(xù)百年，其造成的不利影響不可逆轉。”長期從事氣候變化影響評估與適應研究的中國農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究員許吟隆告訴科技日報記者。

 

當氣候不再“守約”，農業(yè)如何實現可持續(xù)發(fā)展，中國人的飯碗如何端得更牢？

 

農業(yè)專家認為，加強農業(yè)適應氣候變化的研究是首要課題。在許吟隆看來，當前我國農業(yè)適應氣候變化的核心瓶頸是“科學認知不足”。

 

他分析，現有研究多聚焦于氣候變化對糧食產量的影響，而對作物品質及“生產—加工—運輸—儲存—銷售”全產業(yè)鏈的系統(tǒng)性氣候風險仍缺乏深入評估。

 

許吟隆進一步解釋道，氣候風險涵蓋氣候對農業(yè)生產的危險性沖擊、農業(yè)系統(tǒng)對于氣候沖擊的暴露程度、農業(yè)系統(tǒng)自身的脆弱性和適應能力。“目前我們的工作更多關注減輕脆弱性，但在提升系統(tǒng)適應能力方面仍需加強。”

 

許吟隆呼吁，從全國層面加強頂層設計，制定農業(yè)適應氣候變化的整體行動方案，突破“一地一策”可能帶來的利益沖突，實現更大范圍內的統(tǒng)籌協(xié)調。“適應氣候變化需要堅持全國‘一盤棋’，做好頂層設計規(guī)劃。”

 

他還強調，當前適應行動面臨目標模糊、任務不清和考核指標不完善等障礙。為此，需在國家層面明確優(yōu)先事項，制定清晰的適應目標和具體任務，同時加強適應效果的監(jiān)測與評估，推動適應氣候變化工作走向深入，切實保障國家糧食安全。

 

讓農業(yè)生產主動適應氣候變化，不僅需要政策與資金的協(xié)同推進，更離不開扎實的科學研究與技術集成。從認知到行動，從局部到整體，這一系統(tǒng)性轉變正呼喚更加精細、更具彈性的解決方案。

 

在潘志華看來，首先要繼續(xù)加強基礎研究。例如，深化氣象條件、技術因素變化對農作物生長發(fā)育、產量形成的影響規(guī)律研究，探索氣候變化影響與風險評估的定量化方法，深入研究農作物與農業(yè)系統(tǒng)適應氣候變化的機制與技術途徑。

 

“同時，我們要對未來氣候變化帶來的農業(yè)生產格局變化加強前瞻性研究，繼續(xù)強化中長期氣候變化對農業(yè)生產布局、作物生長發(fā)育、產量和品質形成、農業(yè)病蟲害等方面的影響研究。”潘志華說。

 

“雖然說農業(yè)要‘靠天吃飯’，但我們并非無計可施。”潘志華語氣堅定，“關鍵在于主動適應氣候變化，增強農業(yè)發(fā)展韌性。”