全球气候变化对环境、生态系统、粮食安全产生着日益深远的影响，因而，气候变化问题成为２１世纪各国可持续发展中面临的重大课题［４－９］。如何加强适应气候变化的能力行动建设，加强适应气候变化技术的研发推广，提高农业、水资源等生态脆弱地区适应气候变化水平；应对气候变化包括减缓和适应，加强对极端气候天气和气候事件的监测预警和预防，提高防御和减轻自然灾害的能力［１０－２１］，提高商品粮基地的综合生产能力，对保障国家粮食安全具有重要意义［２２－２８］。２００４年以来我国粮食连续获得１０连增，东北地区作为我国的粮食重要生产基地，对我国的粮食安全作出了重大贡献。黑龙江省２０１２年粮食总产达到６２５×１０８ｋｇ，成为全国产量第一大省，商品粮调出第一大省，是名副其实的全国大粮仓。黑龙江省地处我国最北部位于中高纬地区，气候变化激烈，气象灾害频发，生态环境脆弱，粮食生产不稳。应对气候变化，建立适应气候变化工作机制，加强能力建设，强化适应气候变化行动力度等方面，提高适应气候变化的能力。本文分析了气候变化规律，重点分析了气温、降水等要素时空变化特征。分析了旱、涝、暴雨、低温、秋霜等灾害影响。分析了气候变暖对粮食产量的增加及粮食格局变化的影响。在如何应对气候变化保障粮食生产安全方面，提出了应对措施。
１气候变化分析
１．１年、季气温变化
黑龙江省１９５４～２０１１年年平均气温呈线性升温为２．１℃，上升速率为０．３４℃／１０ａ，见图１；突变时间在１９７７年前后（图略）。如果从１９８１年为气候变暖期开始，变暖后较变暖前上世纪５０～７０年代气温上升１．１℃。气候变暖导致低温次数明显减少，变暖后３０ａ中仅有１９８７年和２００９年发生低温冷害。在近５７ａ春季升温最大，次之为冬季，第三位为秋季，最后一位是夏季，升温速率见表１。因此气候变暖导致年、季升温而低温次数明显减少。
１．２积温年变化
１９６１～２０１１年全省日平均气温≥１０℃积温呈上升趋势，上升速率为５．３℃／ａ，见图２。１９８１年至今，≥１０℃积温增温为１００～２００℃。积温带基本向北移东扩一个积温带，平均热量增加一个积温带的热量见图３、图４，热量的增加对粮食格局变化和粮食增产发生重要影响。１．３年、季降水量变化年降水量呈线性下降趋势，下降速率为７．５ｍｍ／１０ａ，见图５。１９９８年松花江—嫩江发生了１００年一遇的大洪水之后１９９９～２０１１年为少水时段；气候变暖后降水变化不明显，但进入本世纪的１１ａ中降水偏少干旱严重［１３］。１９５６～２０１１年的年季降水趋势见表２，仅有冬春季降水增多，春季增多大于冬季，增量为２．５ｍｍ／１０ａ。夏秋季及生长季降水有减少趋势，生长季降水减少多一些，减少９．３ｍｍ／１０ａ。１．４年平均风速及日照时数变化近５０ａ来全省年平均风速呈下降趋势，气候变暖后，风速下降明显。同样年平均日照时数也具有明显的下降趋势，变暖后年日照时数迅速下降。图５１９５６～２０１１年黑龙江省年降水量变化Ｆｉｇ．５ＹｅａｒｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｃｈａｎｇｅｉｎＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇｐｒｏｖｉｎｃｅｉｎ１９５６～２０１１表２年季降水趋势系数Ｔａｂｌｅ２Ｙｅａｒ，ｓｅａｓｏｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｔｒｅｎｄｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ年水量春季夏季秋季冬季生长季趋势系数－０．７５０．２５－０．４７－０．７０．１－０．９３
２气候变化对气象灾害、极端天气的影响
黑龙江省气象灾害具有普遍性、地域性、季节性、连续性和阶段性特点；对粮食产量影响较大的为干旱、雨涝、暴雨、低温冷害、霜冻等灾害。
２．１季节干旱与与雨涝
上世纪８０年代气候变暖后，春旱频次在减少。夏季旱、涝阶段变化较明显，１９９８年后进入一个以旱为主的时段；旱、涝转换周期为１４ａ。１９８１年气候变暖后的３１ａ近２／３秋季干旱；夏秋连涝年较多，尤其９０年代连涝现象更多。
２．２极端降水与暴雨
［２９］由表３可见变暖前上世纪６０、７０年代极端降水、暴雨的平均频次为１．９１／ａ、０．５０／ａ，而变暖后１９８１～２０１０年极端降水、暴雨的平均频次为２．３２／ａ、０．６１／ａ，差值为０．４１／ａ、０．１１／ａ，表明气候变暖引发极端降水和暴雨频次是增加的［１６］。
２．３低温冷害
可分为３个类型：①延迟型冷害；②障碍型冷害；③混合型冷害。东北三省是我国夏季低温冷害频发的地区，在２０世纪６０年代末至７０年代中期冷害发生较为频繁，灾害程度重。其中１９７２和１９７６年严重的低温冷害造成东北全区粮食减产３００×１０８ｋｇ。黑龙江省夏季１９５７、１９６４、１９６９、１９７２、１９７６、１９８３、２００９年较历年低１．０～１．６℃，发生严重低温冷害。２０世纪８０年代后气温明显升高，延迟性低温冷害出现的频次明显减少而阶段性、障碍性冷害增多。
２．４初霜日与终霜日和无霜日变化
１９６１～２０１１年全省初霜日呈缓慢推后趋势，约后延７ｄ，见图６。终霜日大有提前的趋势，约提前８～９ｄ；气候变暖后无霜日天数延长１５ｄ。
３气候变化（暖）对粮食生产安全的影响
３．１气候变化对粮食生产产量的影响
从１９４９～２０１２年，黑龙江省粮食总产量大体经历了５个阶段，见图７。第一阶段逐步恢复阶段（１９４９～１９５８年）；第二阶段急剧下降阶段（１９５９～１９６１年）；第一和第二阶段是黑龙江省在作物生长季处于低温多雨阶段的气候，粮食产量不高。第三阶段稳定增长阶段（１９６２～１９９９年），处于气温和降水正常时段的气候，有利增产。第四阶段波动阶段（２０００～２００３年），处于温度偏高，降水偏少图７黑龙江省历年粮食总产量变化Ｆｉｇ．７ＦｏｏｄｃｒｏｐｓｙｉｅｌｄｃｈａｎｇｅｉｎＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ有旱象发生的气候背景。第五阶段快速增长阶段（２００４～２０１２年），正是处于温度偏高降水稍少（但较第四阶段降水偏多），基本处于风调雨顺的气候背景，粮食得以快速增长。黑龙江省粮食产量与热量关系最为密切，丰收年大多是高温年，而低温年几乎都是歉收年。１９８０～２０１１年温度、降水与黑龙江省主要粮食作物的种植结构之间存在着显著的相关性。对生长季气温与主要粮食作物的产量进行相关性分析得出，温度与玉米产量在０．０５水平上的相关系数为０．３８０，呈正相关，相关性较好；温度与大豆、水稻产量在０．０１水平上的相关系数分别是０．５７４和０．６０３，呈正相关，相关性较好；温度与小麦在０．０１水平上的相关系数为－０．６６６，呈负相关，温度越高产量越低。对生长季降水与主要粮食作物的产量进行相关性分析，降水与玉米、大豆产量相关系数分别是－０．１９７和０．２９４，相对较差。降水与水稻产量在０．０５水平上相关系数是－０．３９５，呈负相关，相关性较好；表明高温低湿对水稻高产有利，因黑龙江省大部稻田旱时能得到人工灌溉；高温高湿，病虫害加重，加之排涝工程还比较薄弱，尤其三江平原低湿地，涝时严重影响水稻产量。同样高温低湿对玉米的产量有利，因玉米是耐旱力较强的作物。大豆是喜温湿的作物，气温高降水正常就可获得增产。降水与小麦产量相关系数是－０．４３０，呈负相关，相关性较好；表明温度低降水少（但灌浆期降水须够用），尤其７、８降水少有利收获。统计表明：气温每升高１．２℃，水稻单产增产０．７５成；玉米单产增产１成；大豆单产增产近１成；小麦单产增产０．９４成。综上温度每升高１℃，可使粮食产量平均增产１０％左右。
３．２气候变化（暖）对粮食生产格局的影响
近３０ａ气候持续变暖，使黑龙江省农作物的生长季热量增加，生长期延长，积温带北移，作物的高产中心发生移动。玉米和水稻种植面积不断扩大，玉米的主产区以松嫩平原的哈尔滨、齐齐哈尔和绥化市为主；水稻的主要种植区域以松嫩平原南部的哈尔滨市和三江平原的佳木斯市为主；水稻、玉米的种植区域明显向北扩展。小麦的种植区域呈现北退现象，大豆种植范围也明显北移。从上世纪８０年代除玉米占绝对优势外，其它的各种作物相当；进入９０年代，玉米及水稻所占比例较高；２１世纪以来的１２ａ，水稻和玉米所占比例不分上下，大豆次之，小麦及其它作物所占比例较少。
３．３气象灾害对粮食产量的影响
通过大量资料统计表明，旱灾造成粮食平均减产１５％～２５％；低温冷害减产２０％左右，其中水稻减产４５％；霜冻减产１０％～１５％；雨涝减产５％～１０％。
４适应气候变化的对策
４．１应对气候灾害适应性对策
气象灾害成灾率是造成黑龙江省粮食产量不稳的重要原因，因此必须提高抵御气象灾害的能力。
４．１．１抗御干旱①加强抗旱工程建设；②实施水资源的合理开发利用积极推广旱田高效节水灌溉，玉米膜下滴灌技术；③修建水源工程，增加供水蓄水量，把天上水、地表水、地下水等自然水源进行调节再分配。
４．１．２防汛排涝①大力修建骨干防洪工程，大江大河和中小河流治理工程，增强农田排涝能力；②植树造林，退耕还林还草，减少水土流失；③根据雨涝规律，调整农业结构和种植制度，涝区种植水稻以稻治涝，旱改水实施增产。
４．１．３抗御低温①作好品种区划：避免盲目引种、越区种植，合理配置好早、中、晚熟品种；②改革耕作制度，全面推广机械旱作耕法，重点是伏秋整地；发挥机械作用，适时抢墒播种，进行苗期深松；采取保护地栽培的各项措施。
４．２农业适应性对策
１）调整农业结构和种植制度，优化作物布局：继续扩大玉米、水稻等高产作物面积；做好品种搭配，气候变暖生育期延长，早熟与早中熟品种及中熟与中晚熟搭配种植，增加复种面积，扩大冬小麦试种面积。黑河至抚远和三江平原应发展稻豆为主，松嫩平原北部、大兴安岭南部、黑河南部以发展豆麦为主。松嫩平原中部，三江平原西部应以发展玉米、大豆为主。松嫩平原西南部应以玉米、饲料、杂粮为主。松嫩平原南部及牡丹江市应以玉米、水稻为主。２）加强农田基本建设，实施农田标准化管理：①建设具有一定规模，集中连片，实行保护性耕作，实施秋翻整地，保墒保土，深入推进测土配方施肥，实施土壤有机质提升计划；建标准化育秧大棚或智能化育秧工厂；②兴修水利，完善水利抗旱排涝配套的旱涝保收田；③农机农技农艺相结合，全程基本实施机械化；做好病虫草害统防统治；④基本达到生态农业绿色农业标准；实施低碳农业环保农业。３）加强农村气象两个服务体系建设。黑龙江省气象部门始终坚持把为农服务作为气象服务的重心，积极开展为农服务“两个体系”建设工作，为黑龙江省粮食生产作出了重要保障。在２０１３年战胜自１９９８年以来的嫩江－松花江大洪水和超百年一遇的黑龙江特大洪水的预警预报中发挥了重要作用，为防汛指挥部门决策，启动相应预案提供了重要参考意见。
５结语
自上世纪８０年代开始气候明显变暖，对农业产生有利和不利的影响。气温升高，积温增加，生育期延长；低温冷害和秋霜冻明显减少。统计表明，因气候变暖一项粮食增产１０％左右。同时，气候变化（暖），干旱增加，水资源短缺，供需矛盾加剧；病虫繁殖加速；极端天气和暴雨发生概率增加，粮食产量不稳风险增加。因此为保障国家粮食安全，增强商品粮基地建设的综合生产能力，提高适应气候变化的能力。进行粮食结构调整；保护农业生态环境；加强农田基本建设；发展农业机械化提升农业现代化水平；实施科技创新，新技术推广；落实各项惠农政策，调动农民种粮积极性。
作者:潘华盛 单位:黑龙江省气象台
