气候变化和极端天气气候事件增多，如何保障粮食生产安全？

出品：科普中国

作者：周天军（中国科学院大气物理研究所研究员、副所长）

监制：中国科普博览

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民以食为天。粮食安全事关民生、事关全局。然而，随着全球气候变暖，极端天气气候事件频发，给我国粮食生产带来了严重的挑战。在极端天气气候事件日益增多和增强的背景下，如何保障粮食生产确保粮食安全，成为摆在我们面前亟待解决的一道难题。

2023年夏天，河南地区突如其来的降雨给当地的小麦生产带来了不小的挑战。

河南是我国最大的小麦生产基地，在小麦的收割季节遇到这种连阴的天气的确会对小麦的生产造成很大损失，其主要原因是“穗发芽”，降雨导致的土壤湿度增加，对小麦的根系生长和呼吸作用产生了一定影响，麦穗就会发芽，它有两个后果，一个是会影响小麦的品质，影响它后期的贮存，二是会影响到来年的播种，最终会对小麦的生产造成比较大的经济损失。

2023年5月29日，河南南阳方城县农户的麦穗

（图片来源：新京报 记者赵利新）

2024年6月，河南经历严重干旱，大片农田难以耕种；然而，仅一个月后，特大暴雨侵袭河南，洪水肆虐，作物被淹。旱涝急转现象对粮食生长造成严重影响。

粮食安全是国家安全的重要组成部分，关系到国计民生和社会稳定。我们的粮食安全受到哪些气象因素的影响，又如何缓解气候变化保护好粮食安全呢？

水资源如何影响粮食安全？

国际气候变化研究领域设立有“世界气候研究计划（World Climate Research Programme）”，它设定了七大科学挑战问题，这七大挑战都涉及人类社会的可持续发展问题，其中有两个就与粮食生产直接相关，其中之一是维持粮食安全的水资源问题，因为气候变化能够通过改变水资源而影响粮食安全；第二个就是极端天气气候事件，我们今天关注的重点是“极端天气气候事件怎么影响粮食的生产”。

关于气候变化对水资源的影响问题，我们有许多例子，比如干旱对农业的影响。北京所在的华北地区实际上面临着水资源短缺的问题。我国东部地区受季风气候控制，自20世纪70年代末到本世纪初，东亚夏季风在减弱，造成我国东部地区的降水呈现出“南涝北旱”的特征。旱的地区恰巧在华北，而华北小麦的产量很大程度上依赖于农业灌溉，为了维持农业生产需要抽取一定量的地下水，地下水过度开采就在华北形成“空心漏斗”现象，这实际上就是水资源短缺影响农业生产的一个例子。近年来，随着南水北调等重大水利工程的实施、节水灌溉技术的推广、以及夏季风的恢复增强，华北地下水的空心漏斗现象得到有效控制。

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居安思危，关注粮食安全

从全球来看，许多地区依然存在缺粮问题，有的时候网友可能更关注本地，但从全球更大的视野来看，粮食安全依然是一个需要高度关注的话题。

世界经济论坛曾经公布了2023年的全球风险报告，该报告围绕着短期和长期分别列出了十大风险。短期即最近两年，长期是指最近十年。短期风险提到两个方面，一方面是生活成本的上升，包括疫情、俄乌冲突等的影响，另一方面就是极端天气气候事件和自然灾害。长期风险如十年之内的自然资源危机等都会影响到粮食安全，所以我们依然需要有风险意识。

回到气候变化本身，不管是发达国家还是发展中国家，不管是粮食主产区还是其他地区，都要共同面对气候变化问题。以温度为例，工业化以来全球增温已经存在逐渐加强的态势。根据政府间气候变化专门委员会第六次评估报告的数据统计，2011年至2020年全球平均表面温度的增温速度是1.09度，而1995年至2014年只有0.85度，1986年至2005年只有0.69度，可以看到，从过去到现在，全球平均温度的增温速度是越来越快的。

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除此之外，在空间分布上，增温的幅度存在区域性的不均匀，总的来说是高纬度地区增温快于低纬度，陆地快于海洋。伴随着全球温升，极端天气气候事件在许多地区已经在显著增多，而且，预估包括北美在内的一些主要的粮食产区，未来将面对更多的包括极端热浪、极端降水等极端气候事件，这些都会对粮食的生产产生影响。特别是全球多地在同一个生长季中发生的空间复合型热浪，对全球粮食安全的影响更大。我们最近的研究表明，全球农田区域生长季热浪累积强度随着全球增温持续增强，导致植被总初级生产力的热浪暴露度持续增加，未来亚洲、北美和欧洲的农田区域暴露度最大，这将直接影响到粮食生产。

科技如何应对气候变化？

科技该如何应对气候变化的不利影响？

从短期来看，首先需要提高对灾害性天气气候事件的监测和预报水平，这需要借助依托高性能计算机建立的数值预报模式，包括最新的AI技术，提升对未来一到两周极端天气事件的预报能力，从而在农业生产领域做到未雨绸缪。

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从长期来看，需要积极采取有效措施，适应和减缓气候变化。在联合国气候变化框架公约之下，国际社会为应对气候变化提出了《巴黎协定》，其中包含两个温控目标，就是全球一起努力到本世纪末把全球的温升相对于工业化前的水平控制在2度以内，争取到1.5度，这就是我们平时所常说的1.5度和2度温升控制目标。

要实现这一目标，需要减少人为碳排放。在这方面，我国提出的“双碳目标”，即“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”，实际上是落实联合国气候变化框架公约《巴黎协定》的具体举措。此外，我国在推进产业、能源、交通运输结构绿色低碳转型，加快建设新型能源体系，发展清洁能源，这也是积极应对气候变化的一些具体举措。只要能够有效控制和减缓全球变暖，包括极端降水、极端高温、干旱等在内的、能够影响农业生产的不利气象条件都可以得到有效缓解。

图片来源：veer图库

从全球的角度来看，依靠科技来解决粮食安全的问题还需要全球的合作。世界经济论坛在2023年全球风险报告里列出的十年之内的十大风险中就涉及气候变化应对领域的国际合作问题。第一大风险就是“监管气候变化失败”，换句话说就是联合国气候变化框架公约《巴黎协定》的温控目标没有实现。第二个就是“适应气候变化失败”，因为从长期来说，有些气候要素的变化态势只能减缓而很难彻底控制，对于这些气候要素的变化我们只有去适应。不管是减缓还是适应，都需要积极行动起来，这需要全球合作。

气候变化已经实实在在地发生，有效地控制温室气体的排放将能够显著地减少极端天气气候事件的发生频率和强度，减少对粮食生产的不利影响，所以采取有效的措施是非常必要的。