光、熱、水是直接影響農業生態環境和作物產量的三個主要因素，而氣候變化將直接影響這三個因素的時空分布，進而影響農業生產。
氣象專家認為，在全球氣候變暖的背景下，農作物的高溫熱害將會進一步加劇，農作物生育周期縮短，導致種子成熟度降低，造成作物產量降低。另一方面，在平均氣溫升高的同時，極端（最高、最低）溫度的出現頻率也將增加，對局部地區作物的生長發育產生抑制作用。此外，溫度的升高和伴隨而來的局部降水或有效水分的減少，也會影響作物光合作用的過程和強度；土壤水分的蒸發則會加速土壤中肥料的分解和流失，同時也使作物呼吸消耗增加。
從長遠看，氣候變化是否會威脅到我國的糧食安全，影響我國糧食生產布局和策略，這是目前科學界內部爭議頗多的一個領域。
農業是氣候變化最敏感的領域之一。氣候變化對我國農業生產的影響存在顯著的區域差異性。氣候變暖對我國農作物產量的影響在有些地區是正效應，而在另一些地區則是負效應，并由于作物種類、區域、環境條件等因素的不同而不同。
因此，如何評價氣候變化對我國農業的綜合影響，是回答“我國未來糧食生產布局和科研方向是否要調整、如何調整”的前提條件。由于今年我國頻繁出現極端天氣，引發災害，使得政府和公眾增加了對“氣候與糧食”、“農業技術與糧食安全”問題的關注。
近日，《科學時報》記者采訪了中國農業科學院副院長唐華俊，以期對該問題作出科學的解釋。
氣候對農業的影響亟須量化評估
正如在氣象學家內部就全球變化的問題爭議頗多一樣，在農業專家中，對氣候變化對農業生產、糧食安全的影響，也存在著激烈的爭議。
對地球是否變暖的問題上，氣象學家有著不同的看法。一派觀點認為，地球目前溫度逐漸升高；另一派觀點則認為，從地球地質尺度上看，不存在“變暖”的問題，盡管近些年平均溫度升高，而地質歷史上地球正處在一個相對的冷期。
在農業專家中，短期的升溫對農業的影響是否有著舉足輕重的作用，看法也不盡相同。
全球變化研究國家重大科學研究計劃項目——“氣候變化對我國糧食生產系統的影響機理及適應機制研究”于9月7日在京啟動。
項目首席科學家唐華俊以水稻為例介紹說，近些年在我國局部區域，水稻的產量和種植面積與過去相比確實有較大變化。在我國南方傳統水稻產區，某些地方耕作面積減少幅度較大，而與此同時，東北等非傳統水稻產區，耕作面積卻在迅速增加。
上世紀80年代初，東北水稻產量在全國只占3%左右的份額，而近年來卻達到全國水稻總產量的13%～14%，增長了10個百分點。同時，黑龍江地區氣象站點的監測數據也表明，過去50年，該地區的年平均溫度增高了1℃～2℃。從農業生產的角度說，年平均溫度增高1℃～2℃，對作物生長的影響是非常顯著的。
基于以上事實，似乎可以說在我國東北地區，氣候變化顯著影響了作物布局的變化，直接導致水稻種植面積向高緯度地區的擴展。然而，如果就此作出結論，唐華俊認為尚有些倉促。
唐華俊表示，其實影響農業生產的因素，除了氣象因素外，還包括耕作技術、政策法規、市場需求等諸多因素。以東北為例，目前東北采用的水稻品種，大多是通過改良的抗寒品種，能很好地適應較低的溫度。
同時，水稻的耕作技術也有所提高，采取提前育秧的辦法，提高了抗寒能力。此外，由于東北大米在國內享有良好聲譽，市場需求較大，也刺激了稻農的生產積極性。綜合考慮上述因素，在東北地區水稻產量增長的10個百分點中，到底溫度變化的貢獻率有多大，目前還很難給出科學、完整的結論。
從作物本身的適應性看，唐華俊說，大多數作物都有適應性，隨著溫度的變化，作物本身也在適應新的溫度條件，其適應結果也不盡相同。有些作物受溫度變化影響而減產，而有些作物在一段時間的適應后，產量在新的溫度條件下反而會有一定的增高。
因此，綜合分析氣候變化對糧食生產的影響并進行量化評估，提出有針對性的措施是非常重要的。未來的糧食作物布局以及與此相關的農業科研發展方向等，都將建立在科學評估的結果之上。
科研能否承載未來糧食安全
9月7日啟動的“氣候變化對我國糧食生產系統的影響機理與適應機制研究”分為四個課題：氣候變化對我國糧食生產資源要素的影響機理研究、氣候變化對糧食作物種植制度與區域布局的影響機理及適應機制研究、氣候變化介導的農業災變時空演化規律研究，以及氣候變化驅動的我國糧食生產系統空間數值模擬預測研究。
所謂農業的資源要素，主要包括水分、溫度、土壤、作物品種等，這是農業生產的四個基本要素。種植制度，則是指一個農業地區在一定時期或者幾年內適應當地條件而形成的一整套農作物種植方式。如，在特定地區，什么季節種植某種作物，哪些作物可以和其他作物套種輪作等。科學家將對過去50年氣候變化是否導致水分、溫度、土壤有機碳等產生變化，這種變化是否有能為人類所掌握的規律，農業生產是否需要根據氣候變化進行布局調整，種植制度是否也將有所變化等關鍵科學問題加以研究。
目前，盡管科學界對氣候變化在長時間尺度上爭議頗多，但從近100年看，科學界有較多的共識：人類活動對氣候變化產生了影響。而反過來看，唐華俊認為，從農業技術上說，人類目前在應對這種變化時手段相對不足。其中的原因也不僅僅是技術上的。
一位多年來致力于培養抗旱品種的農業育種專家在接受《科學時報》記者采訪時表達了這樣一種困惑：新培育的抗旱小麥品種，由于其產量比普通小麥低10多個百分點，因此在推廣時往往遇到困難。旱災無法預測，但農民只考慮產量，因而大多數農民通常不愿意采用這種品種。相似的品種推廣問題不僅僅出現在個別品種上。
唐華俊認為，這種局面其實可以得到改觀。他說，從理論層面，很多抗旱品種的產量問題都是可以解決的，但把科學理論變成成果，卻需要更多的科研投入和時間。這類問題，實際上涉及到科研方向的調整。
科研方向重點是否有必要調整，是否要向某些領域傾斜，也有待于對氣候與農業相互關系問題開展進一步的深入研究，以得出更加科學合理的結論。
綜合模擬或可成為解決這些問題的一個入口。唐華俊解釋說：“這是一種運用作物生長模型、農田生態模型、農業經濟模型、GIS空間模擬等現代技術建立的量化的綜合評價模型，可對過去50年氣候變化對農業的影響給出一個綜合全面的評價，并對未來30年進行預測，為國家進行氣候變化國際談判和制定我國氣候變化農業應對策略提供理論依據和技術支持。”
到2030年或2050年，我國人口將達到一個高峰。在氣候變化的背景下，如何確保糧食安全，也是未來農業領域的重要任務。
農業抗災減災或可成為補充手段
極端天氣是影響農業生產和糧食安全的另一個重要因素，由于它的突發性，很難進行預測。唐華俊說，即使我們對氣候變化與農業之間的關系有了完整的結論和對策，也還需要短期的應急措施，作為保障糧食安全的補充手段。
不久前，中科院遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心研究員張正斌等專家提出了建立“農業防災減災科技服務隊”的建議，提出成立專業化的救災部隊并配套專業救災設備，并結合我國農業區域差異較大、自然災害多樣的問題，建議在縣鄉村三級，建立不同專業類型的現代農業抗災減災隊伍。例如，在南方洪澇多發地區建立防汛抗（排）澇科技服務隊，在北方干旱多發地區建立抗旱和節水灌溉科技服務隊。
唐華俊說：“所謂科學抗災減災就是用科學的方法和手段來應對自然災害，以避免和減少災害所造成的損失。”
目前，我國已建立的相對完善的農業氣象和病蟲害等監測網，就屬于科學抗災減災的一種手段。
然而從目前看來，盡管我國在農業抗災減災方面取得了一定成績，但出現的一些問題也不容忽視：缺乏綜合協調管理機制、防災投入不足、科技資源配置不盡合理、防災救災科技發展緩慢、相關科技人才匱乏、社會公眾防災減災知識和意識相對較低等問題都有待進一步改善。
