近日，由全球气候变暖所导致的极端气候频发，欧洲各国酷热不断，朝鲜、菲律宾等国洪水肆虐，多处“粮仓之地”遭袭，引发人们对粮价上升与气候变化新的担忧与思考。而日前，中国农业科学院研究员唐华俊领导的一支全球变化研究团队通过研究表明，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。他如何得出这样的结论？二氧化碳排放量与粮食生产之间存在怎样的内在联系？农民如何应对气候变化带来的不利影响？

对于我国粮食安全气候变化有温和正效应

辽宁日报：近期，有报道称您所领导的团队通过构建粮食安全状况系统评价模型，预测出气候变化将对我国2050年前后粮食安全有温和正效应，是这样吗？

唐华俊：是这样的。观测记录表明，全球气候变暖已成为不争的事实。地球表面的平均气温，陆地和海洋都包括在内，仅在20世纪就上升了0.8℃，其中的2/3发生在过去的30年间。与温度升高相关联，降雨的总量、频度、空间分布等模式也发生改变。气温升高导致海平面上升，极端气候事件不断出现，生物多样性也受到了不利的影响。过去50年全球平均气温上升有超过90%的可能与人类使用化石燃料产生的温室气体增加有关。根据国际能源署2012年5月份的数据，2011年全球二氧化碳排放量同比增加3.2%，达到创纪录的316亿吨。

在全球二氧化碳排放持续增加、气候变暖这样一个大环境下，研究气候变化对粮食生产的影响对于中国这样一个发展中的人口大国十分重要。我们的研究结果表明，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。

辽宁日报：原来二氧化碳除了导致温室效应，还有肥效作用？

唐华俊：二氧化碳是作物光合作用的重要原料之一。根据植物光合作用原理，二氧化碳浓度增高有利于作物光合速率的提高和有机物的合成。模拟实验研究表明，二氧化碳浓度每升高1ppm，水稻和小麦的光合速率增加0.08%、玉米增加0.05%。总的来说，与当前380 ppm的浓度水平相比，当空气中的二氧化碳浓度达到550ppm时，水稻与小麦的单产有提高10%至20%的潜力、玉米单产提高幅度低一些，约10%。

辽宁日报：二氧化碳有这样的肥效作用，是否意味着二氧化碳越多，植物长势就越好？

唐华俊：不是。一方面二氧化碳的肥效作用是非线性的；二是二氧化碳浓度升高会导致其他环境因子如温度、降雨、病虫害发生变化，这些变化对农作物生产的影响现在看来总体上是负面的，其负面作用有可能抵消二氧化碳的肥效作用；第三，高二氧化碳浓度对收获物的品质有害，如蛋白质含量。二氧化碳的肥效作用是当前国际研究的前沿，就农作物产量而言，不确定性还是存在的。

辽宁日报：我们知道，只要有人类存在，肯定就会有排放。在如今二氧化碳浓度增加的情况下，怎样的排放水平对我们的农业生产最有利？

唐华俊：我们选取了政府间气候变化专门委员会（IPCC）所定义排放情景中的“高排放”和“中等排放”两种温室气体排放水平，在10公里栅格上分别对我国灌溉和雨养小麦、玉米、水稻等主要粮食作物的单产进行了逐年仿真。同时，我们也设计了与高排放和中等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、技术进步等因素），并对我国到21世纪中叶的粮食安全状况进行了综合评估和预测。

研究结果显示，在高排放情景下，我国粮食作物平均单产2030至2050年间将增加3%至11%；在中等排放情景下，将增加约4%。考虑到城市化等因素将导致耕地从当前的18.3亿亩缩减到2050年的15.8亿至16.7亿亩，但在集约农业和技术进步等因素的协同作用下，我国的粮食总产也有望在高排放情景下，于2030年达到5.7亿吨、2050年达到6.3亿吨。而在中等排放情景下，我国的粮食产出能力将达到 2030年 6.2亿吨、2050年6.5亿吨的水平。如果要提供一个对比数据的话，我国2010年粮食总产实现七连增，达到创纪录的5.5亿吨。

辽宁日报：“高排放”和“中等排放”这两种温室气体排放水平，哪一种对粮食安全更有利？

唐华俊：保障粮食安全是一个系统工程，需要综合考虑影响供给能力的单产水平、耕地面积、农业投入等因素以及影响需求总量的人口规模、人均消费等因素。根据我们的研究，对环境友好的均衡发展道路对我国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。随着我国城乡居民粮食消费水平稳步提升，到2050年以人均粮食盈余率定义的粮食安全指数平均值，均衡发展道路比非均衡发展道路高13个百分点，相当于多收获7600万吨粮食。

但气候变化的负面影响表现更为突出

辽宁日报：除二氧化碳增加，极端天气出现的频率也有所增加，这对于粮食生产应该算是负面的影响吧？

唐华俊：气候变化与我国粮食生产之间具有相互影响和相互作用的密切关系。我国农业尤其是粮食生产对气候变化非常敏感，是受气候变化影响最大的行业，气候变化对我国粮食生产的影响已经切实显露出来。从1998年到2003年间，我国的粮食总产从5.1亿吨降到4.3亿吨，降幅高达16%，气象因素是其中最主要的原因。 2008年我国南方遭遇冰雪灾害影响，2009年我国北方小麦产区遭遇严重干旱以及我国西南地区发生的严重干旱等，都对我国农业和粮食生产产生了明显的影响。气候变化对我国粮食生产系统的影响非常广泛，并将继续造成深远而巨大的影响，其中负面影响将表现得更为突出。

辽宁日报：哪些粮食作物易受影响？会不会改变我国粮食生产结构？

唐华俊：气候变化直接导致我国粮食生产的热、水、光等气候资源条件变化，直接影响作物布局和农业生产结构的调整。如近年来我国玉米种植面积急剧上升，成为我国第二大粮食作物，而小麦则下降为我国第三大作物，小麦品种抗冻性降低，小麦冻害明显增加，直接影响了我国粮食安全。土壤温度升高和降雨量的变化使土壤微生物活动发生改变，导致微生物对土壤有机质的分解加快，加速了土壤养分的变化，可能造成土壤有机质含量减少和土壤肥力下降。大范围的气温升高以及与此伴随的旱灾频度的增加，在一定程度上影响着我国粮食生产的布局。

辽宁日报：原来气候变化已经给我们的粮食生产带来这么大的影响。

唐华俊：确实如此。气候变化也可能诱导粮食作物基因抗逆性变化、导致粮食作物主要病虫害种类和流行暴发规律的改变。如全球变暖将加重病虫害对农业生产的危害程度，特别是小麦锈病、粘虫、草地螟等的危害加重；暖冬对农作物病虫害安全越冬有利，导致农作物病虫害加重。在温度偏高伴随阶段性干旱条件下，病虫害的种群世代数量呈上升趋势，繁殖数量倍增，往往造成农作物病虫害发生的几率大大增加。