气候变化对农作物生产的影响 ——以浙江为例的实证研究

论文摘要

近年来,以气温升高为主要特征的全球气候变化已经成为全世界关注的焦点问题。中国是全球气候变化的敏感区和影响显著区,1951～2017年我国升温率达到了每10年0.24℃,明显高于同期全球平均水平。我国是人多地少的人口大国,保持粮食等主要农产品生产的稳定增长,确保国家粮食安全尤其口粮安全,一直是我国农业政策的核心目标。随着我国经济的快速增长,我国农业的区域格局已发生了重大变化。作为经济最发达的沿海省份之一,浙江已从过去的粮食主产区转变为主销区,如何实现浙江等主销区粮食等主要农产品的稳定增长,对确保国家粮食安全具有十分重要的战略意义。为此,浙江省委省政府于2016年提出要积极应对气候变化对农业的不利影响,增强农业适应气候变化能力,提高省内农业生产稳定性。因此,在此背景下,研究气候变化对浙江农业的影响问题,具有十分重要的现实意义。本文在全面综述国内外相关研究的基础上,基于1987～2016年气候数据,首先采用气候倾向率和Mann-Kendell气候突变检验等气候统计学方法,刻画了过去30年浙江气温、降水量和日照等三大气候要素的变化特征;然后运用H-P滤波分析技术,对浙江水稻（早稻和中晚稻）、小麦、玉米、大麦、大豆、薯类和油菜等8种主要农作物的单位面积产量分解为趋势单产和气候单产,并根据相对气候产量、平均减产率和减产变异系数等指标来分析气候变化对浙江主要农作物生产波动的影响。在此基础上,基于1996～2015年全省73个县（区、市）的农业投入产出数据和17个地面气象观测站的气候数据,采用空间计量经济学模型方法,构建了包含气候要素、社会经济要素和生产投入要素的空间误差面板模型,实证分析气温、降水和日照等气候因素变化以及极端高温（低温）和极端降水等极端气候事件对浙江8种主要农作物生产的边际影响。进一步地,基于全要素生产率理论,运用DEA-Malmquist方法,实证估计了考虑气候要素变化情况下的浙江农业全要素生产率及其技术进步指数、技术效率和规模效率,并与不考虑气候要素变化情况下的浙江农业全要素生产率进行对比分析,以反映气候变化对浙江农业全要素生产率的影响。基于上述实证研究结果,本文进一步提出浙江农业应对气候变化的相关政策建议。本文的主要研究结论有:（1）气温升高已经成为浙江最近30年气候变化的主要特征,增温速率达到了 0.42℃/10a,高于全国平均水平。降水量和日照均值未出现明显变化,但存在一定的年际波动及地区和季节差异。（2）近30年气候变化对浙江不同农作物单产波动的影响程度存在明显差异,水稻受气候变化的影响较小,气候歉年和灾年次数最少;而玉米、小麦、大麦和油菜等旱田作物的气候灾年数量较多,气候平均减产率较高,减产变异系数也高于其他作物,受气候变化冲击影响较大。（3）不同气候要素变化对不同农作物单产的边际影响存在明显的差异。生长期有效积温变化对早稻、中晚稻、小麦和油菜单产的影响呈现出先上升后下降的倒“U”型态势,气温每升高1℃对这4种作物将分别增产3.61%～4.42%、2.95%～3.64%、3.12%～3.63%和 1.14%～2.18%。有效积温对玉米和大豆单产的影响显著为负,但气温每升高1℃可使玉米和大豆减产不大。生长期降水量对小麦、大麦、薯类和大豆单产的影响也呈现出先上升后下降的倒“U”型态势,其中降水量增加对薯类单产的边际增产效应最明显。生长期降水量对早稻、中晚稻和玉米单产的影响显著为负。生长期日照时长对所有农作物单产的影响并不明显。（4）极端气候事件对农作物单产的负面影响非常明显,其中极端高温天数每增加]天,可使早稻和中晚稻分别减产3.9%～5.1%和2.3%～2.8%,极端低温天数每增加1天,油菜将减产0.5%～0.8%;中晚稻平均每年因生长期内极端降水减产的幅度也达到了 14.1-17.7公斤/亩。（5）农作物生产中的自然适应和人为适应可在一定程度上缓解气候变化对农作物的增产或减产影响,提高农作物单产稳定性;化肥、机械和灌溉等生产要素投入与温度和降水变化之间存在明显的替代关系,而与日照的关系并不明显。（6）气候变化阻碍了浙江农业生产前沿面的提升,对浙江农业TFP产生负面影响,并在省内存在明显的时空差异,平原地区农业TFP受气候变化影响的程度大于沿海地和山地丘陵地区,这意味着忽略气候变化因素可能会高估浙江农业TFP。随时间推移,气候变化对浙江农业TFP的负面影响呈现出覆盖面扩大、程度增强的趋势,这意味着未来气候变化对浙江农业TFP的不利影响可能会进一步加深。（7）为应对气候变化对农业的不利影响,本文提出了调整作物种植结构、促进农业稳产增产,改进田间管理技术、缓解极端天气影响,加强农业技术培训、提高农户适应能力和完善气候预警机制、做好事前事先应对等四方面的政策建议。本文的主要贡献是:（1）在研究内容上,本文以8种农作物为研究对象,揭示了气候变化对不同农作物生产的影响差异;同时本文以浙江为例研究了气候变化对农业的影响问题,拓展了现有相关研究,研究结果更具现实针对性。（2）在研究视角上,本文从单产波动性、单产边际影响和农业TFP等3个方面来研究气候变化对农业的影响问题,拓展了现有研究主要从单产边际影响视角来研究的局限性。（3）在研究方法上,本文一方面引入农学和气候学领域中的概念与方法分析气候变化条件下农作物单产波动性,另一方面构建了包含标准化空间权重矩阵的空间误差面板模型来实证估计气候变化对农作物单产的边际影响,同时还将气候变化因素引入了农业TFP的研究,考察了气候变化对农业TFP的影响问题,这在现有研究中尚不多见。

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文章来源

类型: 博士论文

作者: 俞书傲

导师: 陆文聪

关键词: 气候变化,浙江,种作物,气候单产,空间误差面板,农业

来源: 浙江大学

年度: 2019

分类: 基础科学,经济与管理科学

专业: 气象学,农业经济

单位: 浙江大学

分类号: S162;F326.11

DOI: 10.27461/d.cnki.gzjdx.2019.000671

总页数: 187

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标签：气候变化论文;  浙江论文;  种作物论文;  气候单产论文;  空间误差面板论文;  农业论文;