气候变化与东北粮食生产

greeninfo

　“征服”寒温带的现代农业

　　中国气象报记者刘成成 郭起豪 任桂林 通讯员刘晶

　　气候变化像一只无形的手。近30年来，有数据显示，玉米在黑龙江省的分布从最初的平原地区逐渐向北扩展到了大兴安岭和伊春地区，向北推移了大约4个纬度。冬小麦在辽宁省东部和西部的种植带分别向北移了120公里和80公里。水稻在1985年以后的种植北界已达北纬50°，2011年东北三省水稻种植面积较1970年增加4.5倍。

　　丰收背后的“气候功臣”

　　7月下旬，记者走进黑龙江省北安市赵光农场，放眼望去，长势喜人的玉米伸出无数双手臂，去拥抱着太阳发出的光和热，挺着粗壮的“腰杆”孕育着丰收的希望。

　　玉米长势好不好，关键取决于夏季热量条件和光照的好与坏。玉米按生育期及其对积温的要求，可分早、中、晚熟品种。但即便是早熟品种，也需要高于2000℃的积温。北安市位于黑龙江正北方，纬度在47°至48°区间，属于寒温带。寒温带的积温低于1600℃，但在赵光农场，今年玉米种植面积已达43万亩。该农场气象站副站长高亚军对今年夏季的天气气候比较满意。

　　“气候变暖为东北地区的玉米种植提供了有利的热量资源，让越区种植变为可能。”中国气象局农业气象正研级高级工程师钱拴说。

　　自上世纪80年代以来，气候变暖为东北粮食生产提供了有利条件，玉米和水稻的种植面积大幅增加，为东北地区成为我国“第一粮仓”打下重要基础。

　　在黑龙江省，自20世纪80年代以来，玉米的分布向北推移了大约4个纬度，从平原地区逐渐向大兴安岭脚下和伊春地区“挺进”。

　　在高纬度地区，冬小麦和水稻也成功“北移”。2010年5月，在全省大田作物还未破土出苗时，23处冬小麦试验点的麦苗正常返青，标志着我国冬小麦种植范围已经北移到北纬47°，结束了我国寒冷地区不能种植冬小麦的历史。2012年9月，逊克县现代农业示范基地培育的优质水稻品种，实际亩产达到了1200斤，让高纬度地区水稻种植技术向前迈出一大步。

　　1961年至2010年，东北玉米种植面积明显增加，黑龙江、吉林、辽宁分别增加134.9万、167.72万、82.47万公顷。目前，东北三省玉米产量已占中国玉米总产量的41%。而我国粮食连年增长主要得益于高产玉米种植面积的不断扩大，其中东北地区气候变暖的有力助威功不可没。玉米已成为种植增加最多的粮食作物。

　　最近50年间，东北地区水稻面积在黑龙江、吉林和辽宁分别增加180.34万公顷、45.84万公顷、34.68万公顷。在三大作物中，仅有小麦种植面积减少了。自1990年以来，黑龙江省的小麦面积减少了157.61万公顷。

　　“自1961年至2008年，东北玉米总产、单产均呈现增产趋势，产量的增加有大约25%左右的贡献来自热量资源的增加。”中国气象局沈阳大气环境研究所高级工程师纪瑞鹏说。

　　新品种与气候条件完美“联姻”

　　除了气候变暖外，寒温带地区水稻与玉米种植也得益于种子品种的改良。

　　去冬今春，黑龙江省出现冬雪大、气温低、春季回暖晚等不利天气气候条件，导致农作物播种期拖后。4月，结合今年特殊气候条件，黑龙江省农垦总局组织专家会商，并制定《春耕生产播期延后玉米大豆优质品种使用指导意见》，建议农民调换品种，选择退后半个至一个积温带的品种，在今年部分气候条件较差的地区甚至建议将玉米改为种植熟期相对较早的大豆品种。

　　“黑龙江省北部地区能实现玉米生产，与农业部门根据当地气候变暖因素培育和引进合适的品种分不开。”黑龙江省齐齐哈尔市气象局总工程师孙砳石说，气候因素是农业部门在品种选择上必须考虑的客观条件。

　　“例如在北纬50°附近的第四积温带区域内，要大范围地种植玉米，需要生育期较短、产量稳定的种子，其他品种的种子在这里种不了。”孙砳石解释道。以前玉米种植最短生育期是115天，现在农业部门已经培育出了熟期在105天左右的玉米品种。

　　“时间仅缩短了十天左右，可这10天相当于减少100℃左右的积温。这意味着玉米种植能向北再推移一个纬度。”孙砳石说。

　　对于黑龙江东北部来说，有效积温少，给玉米高效生产带来制约。由于高产品种需要较多的有效积温，而采取系列保温措施会增加生产成本。因此，在第三、四积温带大面积推广高产品种成为许多垦区和农产的一大难题。

　　近年来，新品种的引进打破了黑龙江北部玉米种植的禁区，尤其是德美亚玉米系列品种，为早熟、中早熟玉米杂交种，从出苗到成熟大约108天至115天，让黑龙江高纬度第三、四积温带大面积玉米生产成为可能，改变了黑龙江省高寒地区无玉米品种可种的历史。

　　“在每个品种推广以前，我们都会进行审定，根据一定气候条件，对品种的抗病虫害、后期脱水等都有固定的指标要求。”黑龙江省齐齐哈尔市种子管理处副处长王新江说。

　　科学耕种方式带来神奇力量

　　今年春天，黑龙江省桦川县梨丰乡的千亩玉米示范区推广了大垄双行新型种植技术。“这种种植方式让玉米种植从原来的每垧地6万株增加到7.5万株，比过去的产量增产20%，1垧地（15亩）能增收2000多块钱。”梨树村玉米合作社社长朱志学说。

　　“种植带北移的原因之一是气候变暖，但也离不开现代种植科技水平的提高，比如耕作栽培方式、机械化应用、合理施肥等。”齐齐哈尔市农业技术推广中心总工程师刘福齐说，以前是人驾驶小四轮车播种，播种时间要10天左右，而现在实行机械播种，只需要1天至两天。这就抢出了不少时间。”

　　相同的作物品种在相同的气候条件下，采取不一样的耕作方式，差距有多大呢？

　　黑龙江省肇东市五里明镇农业技术推广站站长张长文算了一笔账：“采用人工点播覆膜的播种方式就比采取小机械播种未滤水的方式穗粒数多出了整整100粒，亩产就差了将近230公斤。”

　　“这里的粮食高产关键是创新了栽培模式和播种方式。”2012年，太平乡万亩玉米高产示范区里的玉米单产达到1014公斤（含水量29.3%），每亩收获密度在4500株左右。肇东市太平乡党委书记吴晓峰认为这是农业技术创新带来的神奇力量。

　　“气候决定了农业产量的稳定，现代农业耕作技术决定了农作物的单产，在气候条件下使用新技术，让产量大幅提高。”孙砳石说。

greeninfo

面临的风险与困境

　　中国气象报记者刘成成 郭起豪 任桂林 通讯员刘晶

　　无霜期的满贯利用

　　研究数据表明，东北地区初霜冻出现日期呈现逐年推迟趋势。1961年至2008年，初霜日延后7天至9天，无霜期延长了14天至21天。黑龙江省初霜冻出现日期平均推迟了7.2天，吉林省初霜冻出现日期平均推迟了8.7天，辽宁省初霜冻出现日期平均推迟了6.6天。

　　无霜期的延长，无疑为东北地区玉米、水稻种植提供了更充足的热量资源，并使种植面积呈逐年增加趋势。为了追逐作物产量和品质，许多农民在选种用种时偏向晚熟品种，甚至选择满贯利用无霜期的品种或越区品种。

　　中国气象科学研究院副研究员赵俊芳在研究中发现，在气候变暖背景下，不同熟性玉米品种可种植界线明显北移东延，早熟品种逐渐被中、晚熟品种取代，中、晚熟品种可种植面积不断扩大。随着不同熟性玉米品种种植区域北移东延，严重低温冷害对于成熟度影响的频率明显增加，种植风险也在增大。

　　“尽管近几年东北地区低温冷害、霜冻等气象灾害发生频次偏少，但由于越区种植、满贯利用‘无霜期’种植，灾害一旦发生，影响不容小觑。”国家气象中心正研级高级工程师钱拴说。

　　“如果农民在耕种时选择满贯品种，一旦农作物遭遇低温冷害，在生育期推迟的情况下又遭遇早霜，轻者会影响农作物品质，重者则会造成产量大幅下降。”黑龙江省气象科学研究所高级工程师姜丽霞说。

　　因此，黑龙江省种子管理局副局长周彦春在接受采访时呼吁，农作物品种选择要保留100℃至150℃左右的安全积温，品种的选用要做到退半个积温带，坚决杜绝满贯品种和越区品种。

　　经济利益下的博弈心理

　　今年春季，黑龙江遭遇低温春涝，许多地方的农作物播种被迫推迟。农谚云：“过了芒种，不可强种。”今年6月6日是芒种，如果错过这个时节，农作物产量可能受到影响。

　　5月底，连下了几场雨，降雨量的增加使农业生产雪上加霜。鹤岗市萝北县延军农场农业科科长王红心尽管对天气数据了如指掌，也常将“错过农时就是灾”挂在嘴边，但他仍然考虑是否选择浸种催芽法的方案来种植玉米。该方案可让玉米种植推迟、争抢农时5天至7天。

　　为何在最佳播种期即将错过的情况下，仍对种植玉米抱有强烈期望？其中主要原因在于经济利益的驱动。

　　据黑龙江省勃利县高蛋白大豆合作社理事长胡志佳介绍，在黑龙江北部地区，每垧大豆的收益仅为2500多元，每垧玉米的收益却可高达5000元。如果是自家地，盈利可达上万元。

　　胡志佳说：“近三年来，大豆价格涨幅不足一成，而玉米价格却上涨逾三成。”这也是近年来东北地区大豆种植面积不断缩小，玉米和水稻种植面积不断扩大的主要原因。

　　在勃利县，2008年大豆种植面积达到45万余亩，到2012年，却锐减至3万亩。而今年，在鹤岗市萝北县延军农场的22万亩土地中，18万亩种植了玉米。萝北县也有一半土地种植玉米，另有36%的土地改成了水田。

　　今年春季的天气气候让东北地区玉米种植往后延期不少时间，如果今年霜期提前，玉米必定面临减产的风险。而近年来，东北地区中北部9月上旬出现早霜冻的天气也时有发生。

　　因此，自今年开春以来，农业部门一直呼吁农民选择早熟品种种植。但对于大多数农民而言，他们更倾向选择晚熟品种。

　　中国玉米网总裁冯利臣在接受媒体采访时表示，在同一积温区，晚熟品种比早熟品种的产量更高。中晚熟品种每公顷的产量在8吨至10吨左右，而早熟品种的产量要降低20%左右，仅为7.3吨至8吨。

　　“尽管我们极力宣传和推荐最合适的种植品种，但却无法直接干预农民的选择。”齐齐哈尔市农业技术推广中心总工程师刘福齐坦言。

　　面对可能出现早霜冻的风险，大多数农民抱有侥幸心理。自上世纪90年代以来，气候变暖的趋势让东北地区霜冻灾害几率降低，农民也更愿意相信气候变暖已成定局。

　　“如果在5年中，有4年是丰收的，有1年出现严重低温冷害导致减产，这笔账也还是划算的。”刘福齐说。他认为，近一二十年来，气候变暖趋势让低温冷害与早霜冻发生成为小概率事件。因此，由于灾害风险较低，大多数农民仍然愿意种植中晚熟品种，以获得更丰厚的经济利益。

　　低温冷害与病虫害

　　尽管东北地区气候变暖趋势明显，但由于极端天气气候事件发生频繁，种植区域不断向北延伸，极大地增加了区域性和阶段性低温冷害发生的风险。

　　“自上世纪60年代以来，在气候变暖背景下，东北三省春玉米在不同年代严重冷害总体表现为减少趋势。但由于不同区域的温度波动幅度差异较大，区域性的严重低温冷害发生频率也随之加大。”赵俊芳说。

　　赵俊芳在研究中发现，就冷害平均发生频率的空间分布而言，1961年至2007年严重冷害平均发生频率表现为东北部高于西南部。其中，最大值出现在黑龙江北部，发生频率为38%，最低值在辽宁南部，为4%。

　　这也意味着，尽管气候变暖为东北地区中、晚熟作物提供了有利热量条件，但严重冷害的发生几率仍然较高。如果盲目引进晚熟品种，一旦冷害发生便将严重减产。

　　同时，研究表明，在东北地区初霜日异常的年份，平均偏早一天便可造成水稻减产一亿斤。2009年，东北地区中北部6月1日至7月26日，出现持续低温阴雨天气导致冷害发生，水稻、玉米和大豆生长前期光热条件明显偏差，为近年少见，最终导致水稻成穗数不足、空壳率增加。

　　此外，气候变暖也让病虫害的发生几率随之增加。

　　今年7月份，据黑龙江省植保部门监测分析，全省玉米螟虫仍将偏重发生，面积可能突破6000万亩，如果不采取预防措施，可能造成15%以上的产量损失。

　　中国气象科学研究院正研级高级工程师霍治国告诉记者，1961年至2010年，玉米全生育期平均温度每增加1℃，将使玉米病虫害每次发生面积增加0.176亿公顷；水稻全生育期平均温度每增加1℃，将使水稻病虫害每次发生面积增加0.594亿公顷。

　　因此，对于东北地区的粮食生产来说，气候变暖既带来了粮食增产丰收的有利一面，又使得低温冷害、病虫害暴发等潜在风险不断增加。尽管东北粮食生产不断取得好成绩，但粮食生产安全仍然伴随着极端天气频发、灾害风险高等不利因素。

　　如何突破困境，将气候变暖趋势下的热量资源变为能用、可用和有用的有利资源，还需要相关部门不断加强天气气候的相关研究、挖掘科技增产的潜力、合理规划农业种植布局、重视先进栽培管理方法的运用等，才能保证东北粮食生产可持续发展，保障国家粮食安全。(中国气象报)