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气候变化对我国2050年粮食安全影响研究取得重要进展

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    中国的粮食安全问题事关全球近五分之一人口的福祉。虽然气候变化是影响粮食安全的关键因素之一已成共识,但粮食作物单产受气候变化影响的幅度和方向依然是科学界关注和辩论的焦点。上世纪80年代以来的研究显示,在全球尺度上,随着气候变化,小麦和玉米的单产有所降低,但其它作物如水稻单产变化不大。中国相关的经验研究也显示,随着气候变化,全国小麦单产增长了5%,但水稻和玉米单产则有所降低。在我国经济持续发展、城市化进程不断深化的大背景下,采用何种方法来科学评价到本世纪中叶气候变化对我国粮食安全的影响已成为一个亟待解决的问题。
    中国农业科学院唐华俊研究员领导的全球变化研究团队采用多因子关联分析的研究思路,构建了包含农业资源要素、种植制度、农业灾变等生物物理因子以及人口总量、城市化率、耕地面积、技术进步、城乡人口粮食差别消费模式等社会经济因子在内的粮食安全状况系统评价模型,并成功应用于气候变化对我国2050年前后粮食安全影响的系统评价中。该研究在10公里栅格上分别对灌溉和雨养小麦、玉米、水稻等主要粮食作物在政府间气候变化专门委员会(IPCC)定义的高排放和中等排放两种温室气体排放水平(即A2和B2排放情景)下到2050年的单产(考虑二氧化碳肥效效应)进行了逐年仿真,并在设定与A2和B2排放情景相适应的社会经济发展道路(包括人口规模、城市化率、耕地面积、技术进步等指标)的条件下,以粮食安全指数(FSI,即人均粮食盈余率)为指标对我国的粮食安全状况进行了评估和预测。模型预测粮食作物平均单产在A2情景下到2030-2050年间将增加3-11%,在B2情景下将增加约4%。虽然城市化等因素导致耕地从当前的18.3亿亩递减到2050年的15.8(B2)至16.7亿亩(A2)的水平,但在集约农业和技术进步(如高产品种的采用)等因素的协同作用下,我国到2030年和2050年的粮食产出能力在A2情景下分别可达到5.7亿吨、6.3亿吨,在B2情景下分别可达到6.2亿吨、6.5亿吨。随着我国城乡居民粮食消费水平的稳步提升,粮食安全指数预计将从2009年的+24%下降到2030年的-4%(A2)至+10%水平(B2);到2050年,FSI预计将回升到+7%(A2)至+20%(B2)之间的水平上。


 
    上述研究结果表明:(1)相对于耕地减少和人口增加的影响,在考虑二氧化碳肥效作用的情况下,气候变化对我国粮食安全有温和的正效应;(2)社会经济发展道路对我国粮食安全状况的未来发展趋势有重大影响。环境友好的均衡发展道路(与排放情景B2对应)对长期粮食安全的保障作用远大于高人口、高排放的非均衡发展道路(与排放情景A2对应);(3)维持单产年均增长率对保障粮食安全有重要意义,或者说单产增长率是一个比单产绝对值更有效的粮食安全指示指标。
    该研究成果发表在《农业可持续发展(Agronomy for Sustainable Development)》杂志上(http://www.springerlink.com/content/a574j075h4123767/fulltext.pdf)。(通讯员 孟秀华)
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