东北三省是国家重要的商品粮生产基地。近几十年的气候变暖对东北地区粮食生长有促进作用，比如生长期延长、种植区域北扩、粮食总产量提升等，但全球变暖，并不意味着气温的一味上升。阶段性寒潮也让处在“温室”里的农作物面临更大冻害风险。变暖的不利因素更需警惕。
研究东北地区的粮食生产与气候变化之间的关系，具有战略性意义
今年，我国粮食实现连续9年增产。其中，东北三省粮食总产量超过２３６０亿斤，比去年增加近２００亿斤，东北粮食增量对于全国粮食增产及平抑国内物价起到重要作用。虽然目前我国粮食产量稳定增长，但面对全球性的粮食危机，我们是否可以高枕无忧？气候变化对粮食生产有哪些影响？未来粮食产区将面临怎样的气象风险？这些问题是国家相关部门近些年来高度关注的问题。
东北三省作为我国重要的商品粮生产基地，未来是否会受到全球变暖的不利影响以及如何应对，成为气象部门农业气象服务的重点课题、项目。中国省气象局沈阳大气环境研究所张玉书研究员主持的项目《东北粮食生产格局的气候变化影响与适应》，系统地针对东北地区粮食生产格局的气候变化影响与适应性开展研究，荣获辽宁省政府科学技术进步奖二等奖。近日，中国天气网就东北粮仓面临的气候风险等问题采访了张玉书研究员。
记者：您主持的《东北粮食生产格局的气候变化影响与适应》这个项目成立的背景是什么？面对粮食产量稳定增长，我们是否可以坦然面对很多国家已经出现的粮食危机？
张玉书：本项目是在全球气候变化、中国政府提出全国新增1000亿斤粮食生产能力规划的大背景下提出的。人类进入20世纪以来，世界粮食安全问题越来越突出。2008年4月，联合国粮农组织指出，迄今已有37个国家爆发粮食危机，5月，经合组织和联合国粮农组织在巴黎发布的最新报告预测，未来一段时间内国际粮食涨价预期加大，粮食价格上涨、供给持续偏紧，从而对世界农业发展带来广泛深远影响。同样，粮食安全也已成为困扰我国农业发展和国家安全的重要问题。未来我国人口高峰将达15～16亿人，预计粮食需求总量将达到6亿吨左右，而我国当前粮食生产能力在5亿吨左右，相差1亿吨。作为我国具有战略意义的商品粮基地，近年来东北三省提供的商品粮占到全国商品粮的近1/3，粮食区际商品量和商品率均居全国首位。据有关研究预测，若按人均需求400公斤计算，东北地区外调粮食到2030年可满足1.67～1.85亿人的需求，即东北地区提供的粮食可满足我国50%新增人口的需求。因此，东北地区是未来我国粮食增产潜力最大的地区之一，并成为“中国最大的商品粮战略后备基地”。研究东北地区的粮食生长与气候变化间的关系，对于保障我国粮食供应有着重要意义。
我们的项目利用气候学、农学、地理信息学、数理统计学等方法，根据野外控制实验和作物生长模型，结合农作物生长对气象条件需求及灾害指标体系，系统的针对东北地区粮食生产格局的气候变化影响与适应性开展研究。从历史气象资料、灾情资料、粮食产量资料和气候预测资料入手分析了东北地区农业气候资源的变化特征及趋势，研究了气候变化背景下农业气象灾害的变化特征并进行了风险区划，探讨了气候变化对种植带及粮食产量的影响，评估了未来气候变化对主要农作物产量的影响，从应对气候变化角度，提出了应对对策及建议。
受气候变化影响，东北地区粮食生产的不稳定性增加
记者：在您和团队成员的研究过程中，是否发现东北地区的粮食生产已经或者未来将受到气候变化影响？
张玉书：东北地处我国变化速率最大的季风气候区，近百年来东北温度增加了1.43℃，是全球增温率的2倍，全国增温率的3倍。该区域气候变化剧烈，暖干化趋势明显，干旱灾害和极端气候事件频繁发生，受气候变化影响，东北地区粮食生产的不稳定性增加。
我们在研究过程中，发现东北粮食作物受气候变化影响主要体现在四个方面：
一、 作物适宜生长期延长，种植带北移明显，种植范围扩大。1971年以来，玉米适播期提前3～9天，可种植带向北推移了近1个纬度，晚熟品种可种植范围增加了91.2%，中熟品种可种植范围增加了47.7%。大豆开花期以2～4天/10年速率提前，21世纪以来，大豆中熟品种已经分布在松嫩和三江两大平原的大部分地区，中晚熟品种北移至黑龙江省南部地区，晚熟品种北移至辽北地区。玉米、水稻种植面积和产量增加。
二、 作物生长热量条件改善，水分条件变差，低温灾害减轻，干旱加重。1971—2009年，东北区域≥10℃积温增加了262.8℃，≥10℃积温带最大北移约150～300公里，初霜日推迟7～9天，无霜期延长了14～21天；生长季降水量以14.5毫米/10年的速率减少，20世纪90年代以来农业干旱呈明显加重趋势；低温冷害进入低发期。
三、 病虫害加重。气候变暖导致10种以上新病虫害出现，一些次要病虫害上升为主要病虫害，害虫繁殖代数增加，发生面积扩大，危害加重。温室大棚蔬菜病虫害明显增多。
四、 热量条件进一步改善，晚熟品种继续向北扩展，作物生育期提前，水稻单产提高。未来40年，东北区域≥10℃积温继续增加，其中黑龙江省西南部、吉林省西北部和辽宁省北部地区增幅达110℃/10年以上；初霜日延后2天以内，终霜日提前1～2天。玉米晚熟品种种植北界扩大，水稻1500～3000公斤/公顷单产线向黑龙江省北部移动。
气候变暖的同时，东北农作物今后面临的冻害风险反而加大
记者：有专家指出，全球变暖趋势下，东北农作物今后面临的冻害风险反而加大。《东北粮食生产格局的气候变化影响与适应》这个项目中的一个研究结论是“20世纪90年代以来农业低温冷害进入低发期。”，二者之间是否矛盾呢？
张玉书：这并不矛盾。我们项目里的结论是基于事实基础，是说20世纪90年代以来，由于气温整体趋势是上升的，给作物提供了事宜生长的温度条件，低温冷害发生的次数有所减少。但“东北农作物今后面临的冻害风险反而加大”提出的背景是，东北地区气候变暖，主要表现在冬季气温升高比较明显，作物生长季气温升高的并不明显。随着作物种植界限的北移，很多地方并没有进行农业气候可行性试验和论证，为了追求经济利益而盲目引进新品种，没有综合考虑各方面因素的影响，因此经常发生晚熟品种种植在中熟品种的种植区域，中熟品种种植在早熟品种的区域，导致作物不能在霜前正常成熟的现象，而且近年来极端气候事件增多，秋季急剧的降温也导致作物遭受霜冻的危害。
通俗点说，就像我们在温暖的屋里呆久了，猛然走到寒冷的户外，不太适应，如果不采取保暖措施的话就会被冻伤。农作物也是这样。在天气变暖的年份里，一些粮食品种的种植范围北扩，一旦出现寒潮，这些只能适合更温暖气候的作物就会遭受冻害。
气候变暖的大趋势不会改变，但不排除会出现气温突降这种波动，这是正常现象。近些年极端天气事件频发，我们更要加强防范意识。因此我们在研究过程中，特别提示了在变暖背景下，要注意防范冻害这点。
我们已经提示农业部门，要加强水稻热量条件监测和研究，培育抗低温品种，提高农业综合抗灾能力。充分利用水热条件并把握其变化特征，科学规划水稻种植区域，切忌大跨度纬向扩种，降低盲目发展可能带来的经济和环境风险；培育高产耐低温品种；制定水稻生产标准化流程规范，扩大工厂化育秧、全程机械化、节水灌溉、精量施肥等生产技术的应用范围，提高水稻综合生产力水平和抗灾能力。
