在北美

在讨论未来预测之前，让我们先回到爱荷华州，看看过去一个世纪的农业趋势。图1和图2展示了过去一个世纪爱荷华州季节性生长季节温度和降水的时间序列。他们如何与爱荷华州同期的玉米产量进行比较?图6展示了爱荷华州1895-2002年玉米产量的时间序列，揭示了一些有趣的比较。首先，在这个时间序列中有三个相对稳定的趋势。在1895-1940年期间，数据中没有显示出上升趋势，变化相对较低，除了20世纪30年代中期与长期干旱有关。从1940年到1970年，总体上的低变异性是明显的，但趋势产量的大幅增加与引入有关化肥杂交种子，以及更好的农场管理实践。从1970年到20世纪90年代中期，收益率持续上升趋势，但这一时期的趋势收益率变化很大。

具有讽刺意味的是，由于极端但相反的天气事件，最大的背离趋势产量发生在5年内。1988年，是最糟糕的一次干旱在现代历史上的生长季节(见图2)造成了重大的农业损失。1993年，更大的产量损失是由

图6。爱荷华州1895-2002年玉米产量(每公顷吨)。记录了多年不寻常的极端天气事件。资料来源:美国农业部。

美国中西部发生了严重而持久的洪水。这代表了在相对较短的气候周期内极端天气变化的时期。

如图6所示，干旱和洪水会导致产量的显著损失，关键生长阶段的过早高温也会对产量产生显著的负面影响。在玉米发育的关键繁殖阶段，玉米的发育对天气特别敏感。吐丝期间炎热干燥的天气会抑制籽粒发育，降低产量潜力。1947年和1983年出现的与趋势的巨大负偏离是由关键繁殖阶段的不合时宜的热浪造成的。这些图表显示了这些极端天气事件的影响，并说明天气和气候变化是影响美国中西部作物成败的主要因素。raybet雷竞技最新

气候变化对美国和加拿大农业生产的潜在影响主要因纬raybet雷竞技最新度而异。在美国，基于GCM产出情景的预测表明，在温度升高和作物水分可用量减少的前提下，所有主要非灌溉作物的产量都将下降。预计美国南部和东南部将出现最大的削减。然而，在北部地区，气温目前制约着玉米和大豆的生长，由于高温延长了可用的生长季节，未经灌溉的玉米和大豆的产量可能会增加。如果考虑二氧化碳增加的直接影响，北方地区的产量可能会进一步增加。由于反馈机制，一些最近的raybet雷竞技最新气候模式预测了更高的预期降水。然而，较高的气温会增加蒸发的速度。在一些地区，水分流失仍可能大于预计增加的降水量。随着北方地区生产力的相对提高和南方地区生产力的相对下降，美国土地利用的重大北上转移是不言而喻的。

全面的加拿大国家研究(CCS)，气候影响和适应提供了一个最先进的评估，基于加拿大、美国和英国raybet雷竞技最新开发的五个全球气候模式的一系列情景(加拿大环境部，1999年)。评估表明，气候变化和农业之间关系的一个重要方面是加拿大不同地区之间农业生产条件的广泛差异。raybet雷竞技最新对气候变化情景对加拿大所有地区农业气候条件的可能影响进行了大量研究。raybet雷竞技最新这些研究考虑了几种气候变化情景，并审查了气候变化对广泛的农业气候特性的影响，包括生长季节和无霜期，以及温度、生长日数、玉米热单位、降水和水分亏缺的季节值。raybet雷竞技最新对热状态的影响比对水分状态的影响进行了更彻底的研究。

根据CCS的说法，所有的全球气候变化情景和研究都表明加拿大大部分地区在变暖。气候变化对农业的影响将raybet雷竞技最新最直接地反映在作物、牲畜、土壤、杂草、昆虫和疾病对气候变化的反应上气候要素raybet雷竞技最新他们对此最为敏感。土壤湿度和温度是气候因素可能是最敏感的变化在加拿大的大型农业地区。更长的无霜期更有利于商业化的农业在气候变化下的预期。raybet雷竞技最新对于大草原、安大略省和魁北克省，大多数估计建议延长3至5周。与湿度状况有关的结果显示，估计的降水变化范围从减少约30%到增加80%不等。

CCS进一步得出结论，尽管无霜期更长、更暖以及降水增加等潜在有利影响，但大多数气候变化情景也意味着潜在蒸散量的重要增加。raybet雷竞技最新这可能会导致加拿大许多地区出现更大的季节性水分不足，预计安大略省将出现最严重的情况。影响农业用地在60°以北的位势一般被认为是不真实的。然而，和平河地区以及安大略省和魁北克省的北部农业地区预计将出现一些适合商业作物生产的土地面积的扩张。水果和蔬菜的物理潜力可以扩展到魁北克、安大略省和不列颠哥伦比亚省目前的南部地区以外，但可能会受到这些地区缺乏适合农业的土壤的限制。

其他结果表明，萨斯喀彻温省和马尼托巴省的南部大草原地区土壤水分亏缺变化最大，但结果略有不同，这取决于使用哪种GCM以及如何确定亏缺。例如，参见加拿大气候影响情景项目(CCIS)网站上的土壤湿度图:raybet雷竞技最新http://www.cics.uvic.ca/scenarios/index.cgi．

计算机模拟模式已广泛用于分析复杂的气候-作物相互作用和评估气候变化对农业-气候的影响。raybet雷竞技最新农业资源还有农作物生产。这些研究对国家和国际资源规划很重要，因为加拿大被确定为随着预计的气候变化而成为更加突出的食品供应国(IIASA, 2001)。raybet雷竞技最新虽然农业经济部门极易受到气候变化的影响，但人们普遍认为，农业可以很容易地适应过去100年左右发生的各种变化(Bootsma, 1997)。raybet雷竞技最新然而，gcm预测的未来100年的变化比过去100年发生的变化至少要大一个数量级。如果这些预测是准确的，那么农业在适应任何负面影响方面可能会遇到更大的困难。另一方面，预计的气候变化可能导致整个加拿大的无霜期更长、更温暖，从而普遍增强商业raybet雷竞技最新农业的热体制。然而，在所有地区和所有气候变化预测下，这些变化可能使加拿大受益的程度将很可能因土壤湿度减少而减少(加拿大环境部，1997b)。raybet雷竞技最新

raybet雷竞技最新气候变化引起了加拿大的另一个主要担忧。草原上的大片土地没有受到风的保护(McRae et al.， 2000)。事实上，大约三分之二的草原地区将处于中度到严重的风险风蚀如果不采取水土保持措施。从1981年到1996年，改良的耕作方法使大草原的风蚀风险降低了约30%

(麦克雷等，2000，第72页)。然而，更高的温度，更低的降水，和更高风速，将对作物生产潜力产生负面影响。raybet雷竞技最新

考虑与气候变率有关的农业影响的另一个要点是主要的raybet雷竞技最新旱作农业灌溉农业。Gadgil等人(2000)指出，在雨养农业中，产量往往较低，而且由于环境的变化，产量有很大的波动。在这种农业系统中，用于系统投入的可用资源通常很低。在机械化灌溉为主的农业系统中，高产品种需要农民投入大量化肥和农药，农民/政府也需要投入大量土地灌溉。因此，气候变化的影响通常通过采取灌溉等措施来减少。raybet雷竞技最新

灌溉农业在美国西部很常见，严重依赖于冬季的积雪落基山脉作为灌溉物资的主要来源。集约化农业非常成功，但严重依赖这些灌溉储备。极端的气候变化和raybet雷竞技最新不断变化的气候趋势可能对这种生产系统产生深远的影响，原因有二。首先，如果在这种更加极端的变化或气候变化的情况下，冬季降水有减少的趋势，那么农业可用的水供应将会减少。raybet雷竞技最新然而，一些gcm显示美国西部冬季降水增加，对未来气候有影响(例如，参见CCIS网站上的地图:raybet雷竞技最新http://www.cics.uvic.ca/scenarios/index.cgi)．更有可能的情况是，冬季积雪可能会减少，因为冬季融化增加，降水以雨而不是雪的形式增加。

与此同时，由于城市中心人口增加和对水力发电的需求增加，对水的竞争加剧了农业供水问题。从长远来看，政策制定者需要关注这些水管理问题，因为它们影响到经济的各个部门。

农业对环境的影响受到气候的强烈影响。raybet雷竞技最新除了高度可变的作物生产之外，其他重大问题包括肥沃的表土因侵蚀而大量流失;沙漠样环境的蔓延;以前生产地区的渍水、盐碱化;此外，由于森林砍伐造成的洪水和淤泥。raybet雷竞技最新气候变化和相关的极端天气事件在很大程度上造成了这些问题造成的农业损失。因此，农业极易受到气候变化的影响。raybet雷竞技最新

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