氣候變化的利弊
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氣候變化的利弊范文第1篇
【關鍵詞】降水變化；冬小麥；影響分析；建議
0.引言
冬小麥產量的變化主要受降水、溫度、光照等氣象要素的影響，其中，以降水尤為明顯。冬小麥全生育期對降水量的需求不盡相同，拔節—抽穗期和抽穗—乳熟期是冬小麥需水最大的時期，降水對產量的影響也最大。農業作為對氣候反應較為敏感的產業之一，氣候變化對其存在著非常明顯的影響[1]，隨著氣候變化的日趨發展，導致我國降水時空分布不均，降水強度增強，農業氣象災害危害加重，對農業生產可持續發展構成嚴重威脅，謝云[2]通過定義敏感指數和氣候影響程度指數，探討了我國糧食生產對氣候資源波動響應的敏感性，以及氣候的影響程度。農業對氣候變化最為敏感，氣候變化必然對農作物生長發育和產量產生影響，各地農作物對氣候變化的響應有共性也有個性[3]。
氣候變化影響農業生產的因子很多，氣溫、降水量、日照時數是其主要的因子，利用降水量變化對小麥生產的影響分析，提出建議，為各級政府決策、科學種田提供依據。
1.數據來源和研究方法
1.1數據來源與統計整理
1970～2010年社旗縣小麥播種面積和產量由縣統計局提供，農作物受災情況數據由縣救災辦提供，氣象資料由縣氣象局提供，數據統計整理用計算機處理，小麥生長期10～5月標準劃分。
1.2研究方法
采用五年滑動平均、線性擬合、回歸、相關、相似等數理統計學和模糊數學方法，分析社旗縣氣候變暖趨勢、積溫與主要農作物產量關系、氣候變暖給全縣農作物生產帶來的利弊。在Excel軟件支持下， 利用二階多項式將主要農作物產量和積溫分離成社會量和氣候量進行研究，將積溫數據與主要農作物產量值進行標準化處理，使其能夠將不同因素的結果顯示在同一圖表中，不影響數據的原始性[4]。
對1970～2010年社旗縣積溫數據與主要農作物產量數據進行數據無量綱化處理，以數據的最大值和最小值的差距進行數學計算，計算公式如下：
Yi = （1）
式中：Yi為數據的標準分數，Xi為數據的值， Xmax為全部數據中的最大值，Xmin為全部數據中的最小值。
2.降水變化對冬小麥的影響分析
全縣小麥生產從1970～2010年平均播種面積是100萬畝，近10年全縣小麥播種面積增加，約占糧食生產平均播種面積的63%。
小麥產量對降水量的響應關系。
劉偉昌等[5]研究的河南省冬小麥分旬耗水量結果顯示，河南省冬小麥生長期共需要耗降水量約370mm，該指標大于同期全省平均降水量；社旗縣小麥生長期平均降水量為210.9mm，最少年份僅100.8mm（出現在1971年），約比全省平均降水量少100.0mm，正常年份抗旱澆麥也是社旗縣小麥生長期的重要工作，因此社旗縣有“十年九旱”之說。
社旗縣近40年小麥生長期降水量呈波動上升趨勢（圖略），變化傾向率2.8mm/10年，約占全縣年平均降水量上升的14%，雖然全縣平均降水量有所上升，但上升幅度小，滿足不了全縣小麥生長期對降水的需要，隨著氣候變化強降水概率增加、降水時空分布不均，使澇的季節更澇，旱的季節更旱[6]，整體社旗縣降水量上升小麥產量增加，二者呈正相關關系。
適時的降水量對小麥生產有很大的促進作用。小麥從播種出苗返青拔節孕穗灌漿等各時期需要的水分不同，后期（3～5月）所需水分是前期（10～次年2月）的近3倍[7]。降水量的強弱、多少直接影響小麥的產量，社旗縣1984年和2002年全縣小麥減產明顯，這兩年降水量同時也明顯偏少，從小麥生產的角度上說，全縣及時掌握和適應氣候變化的發生發展，解決好抗旱澆麥的預防措施，是其穩產高產的前提之一。隨著氣候變化社旗縣降水量增加，對全縣小麥產量利大于弊。
社旗縣從2004～2012年連續9年小麥總產量突破歷史水平，其中8年出現小麥生長期降水量偏少，并不是說全縣小麥生長與降水量有負相關關系，而是小麥播種面積增加與小麥總產量的提高關系密切，表明各級政府和科學種田的措施得力，全縣抵御干旱的能力得到進一步提高，如2010年10月～2011年1月，四個月社旗縣降水量僅有1.9 mm，是社旗縣氣象部門有氣象記錄以來最嚴重的特大干旱，由于預報及時、準確，采取預防措施正確，當年全縣小麥獲豐收，也加大了人力、物力、財力的消耗，小麥生產成本明顯增加。
3.結論
（1）1970～2010年，社旗縣降水量上升小麥產量增加，二者呈正相關關系，對全縣小麥產量利大于弊，但上升幅度小，滿足不了全縣小麥生長期對水分的需求，抗旱澆麥是全縣小麥生長期的重要工作。
（2）社旗縣冬小麥生育期降水量的變化是影響冬小麥產量的主要因素。通過對冬小麥產量與降水多少的對比分析發現：4月份（拔節—抽穗）降水量的多少對冬小麥產量影響很大，降水量與小麥產量呈正相關，在適宜的范圍內，降水量偏多的年份為增產年，降水量偏少的年份為減產年。
（3）在冬小麥全生育期，社旗縣多年平均降水量小于冬小麥生育期需水量；在春季降水異常的年份中，降水量偏少比降水量偏多對冬小麥減產影響明顯；在冬小麥生育后期，降水因素（降水量與降水日數）是影響冬小麥產量的主要因素。
（4）生產建議。
努力提高氣候變化趨勢預測能力，健全天氣預報預測預警系統進一步提高天氣預報準確率、完善農田水利設施、及時培育優良品種、規范化種田技術、科普宣傳教育等措施。 [科]
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氣候變化的利弊范文第2篇
關鍵詞：氣候變化；糧食生產；影響與適應；敏感性；脆弱性；暴露度；恢復力
中圖分類號 X196；F062.2 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104（2014）05-0025-06
一般認為，敏感性是指氣候變化對系統的正負兩方面影響程度，影響可以是直接的，也可以是間接的；脆弱性是指系統易于遭受氣候變化（包括與氣候變率和長期氣候變化有關的極端事件）不利影響的程度及其恢復能力，它隨著系統所受到的氣候變化的特征、幅度、快慢以及系統的敏感性和適應能力而改變，是系統對氣候變化的敏感性和適應能力的綜合體現[1]。糧食生產系統對氣候變化的敏感性即糧食種植制度和布局、產量和品質等對氣候情景的響應程度。在相同的氣候情境下，響應的程度越大則敏感性越高。糧食生產系統對氣候變化的脆弱性是指糧食生產容易受到氣候變化的不利影響，且無法應付不利影響的程度水平，關注的是可能受到威脅和侵害的結果而非原因。由于中國幅員遼闊，氣候差異顯著，糧食生產系統對氣候變化敏感性區域特征復雜而明顯[2]。
需要特別注意的是，農業種植和養殖在長期栽培和馴化過程中對氣候變化的適應能力遠遠低于野生動植物，農作物和家畜家禽對氣候要素變化更為敏感[3]。IPCC 第五次評估報告不僅進一步明確了人類活動對氣候變化的影響，也更清晰地表述了氣候變化對經濟社會發展的影響[1]。種植業是氣候變化最敏感的領域之一，氣候變化引起了作物生育期、耕作制度等的改變，災害發生頻率和強度更加嚴重，給全球糧食生產系統和糧食安全帶來風險和壓力。保證農業可持續發展和糧食安全是應對氣候變化的重要目標之一。
1 糧食生產系統對氣候變化的響應
大量觀測資料及研究成果表明，氣候變化已經對作物生長發育、種植制度和產量品質都產生了不同程度的影響，利弊并存，但負面影響更多[4-6]。區域變暖延長了作物適宜生長季，溫度升高加快了作物發育速度， 縮短了實際生育期，大部分作物表現為全生育期縮短[6-7]。30%的農業氣象站點觀測到整個生育期（播種到成熟）和營養生長階段（播種到抽穗）呈縮短趨勢，水稻的移栽、抽穗和成熟期總體提前，隨著溫度升高，許多作物的種植界線向高緯度和高海拔移動[8-10]
作物產量已經對氣候變化顯示出較強的響應。1980年代以來的氣候變暖對東北地區糧食總產增加有明顯的促進作用，但是對華北、西北和西南地區的糧食總產增加有一定抑制作用 [11-12]。由于生長季內積溫增加，促進了作物產量提高[12]。1951-2002年間全國糧食總產量每10年大約增長3.2×105 t，其中小麥、玉米表現出對氣候變化的響應更顯著[13-14]。但是雨養農業比灌溉農業更易于遭受極端事件的影響，并且水分供應難于與熱量資源匹配，限制了增產潛力的實現[7]。氣候變化通過生物脅迫和非生物脅迫，給作物品質帶來一定的負面影響，包括改變碳含量和養分攝入量。CO2濃度增高，谷物蛋白質含量呈下降趨勢，其中小麥、水稻等降低10%-14%，大豆降低1-5%。與氮含量相同，礦物質含量也有相應程度的降低。極端氣溫和CO2的協同增加了水稻堊白度，降低水稻加工品質[14-15]。
氣象災害與病蟲害也呈現出新的變化。全國每年由于氣象災害造成的農業直接經濟損失達1 000 多億元，約占國民生產總值的 3%-6%[16]。影響中國農業經濟的最為嚴重的是干旱，其次是澇漬。2000-2007年間，每年干旱和洪澇的共同作用會使收獲產量損失相當于5萬hm2的播種面積。氣候變暖對越冬病蟲害有利，病蟲害侵擾的耕種面積大約由1970年的100萬hm2增加到2005年的345萬hm2，每年因病蟲害造成的糧食減產幅度約占同期糧食產量的9%[5，15]。
2 糧食生產系統對氣候變化的敏感性分析
2.1 作物布局與生長季
氣候變暖將延長作物的適宜生長季，縮短作物的實際生育期。如果氣溫增高l℃，水稻生育期日數平均縮短7-8 d，冬小麥平均縮短17 d左右，玉米平均縮短7 d左右，但地區之間存在差異。如果氣溫增高2℃，水稻生育期日數平均縮短 14-15 d，小麥平均縮短 34 d[16-17]。隨氣溫升高，主要作物品種布局也將發生變化。比較耐高溫的水稻品種將在南方占主導地位，還將逐漸向北方稻區發展；華北強冬性冬小麥品種，將被半冬性或弱春性的冬小麥品種取代；東北地區玉米的早熟品種逐漸被中、晚熟品種取代[3]。氣候變化將使西北地區復種指數繼續增加，復種作物適宜區海拔高度將升高 200 m 左右，復種面積將擴大 4-5 倍[18]。到2050年作物三熟制的北界北移500 km，從長江流域移至黃河流域，目前大部分兩熟制地區將被三熟制地區所取代，而兩熟制地區將北移至目前一熟制地區的中部[9，19]。在僅考慮熱量條件的基礎上，假設品種和生產水平不變，2050年一熟制區的面積將由現在的 62.3%縮小到 39.2%，三熟制區的面積將由目前的 13.5%擴大到 35.9%，二熟制區的面積基本保持不變 [19]。
2.2 作物產量與品質
作物產量和品質是反映糧食生產系統質量的核心指標。雖然氣候對作物產量的影響存在不確定性，但可以肯定的是，氣候變化影響作物產量穩定的風險在增加，并且隨著時間的推移，這種威脅將繼續擴大[15]。產量對氣候變化的敏感性分析依據方式、情景和作物等的不同而不同。王馥棠在三種平衡GCM模式（GFDL， MPI和UKMO-H）產生的2050年氣候變化情景的基礎上，利用改進的三種作物模型（ORIZA1水稻模型，CERES-wheat和CERES-maize模型） 模擬出了作物產量的變化范圍[19]（見表1）。除春玉米存在輕微增產的可能，其他作物均呈現不同幅度的減產，雨養春小麥下降幅度最大，對氣候變化的敏感性最強。
溫度升高及晝夜溫差縮小不利于作物品質形成，大氣中CO2 濃度增高也對品質造成負面影響。二者的交互作用對不同作物品質的影響盡管不同，但負面影響居多，并直接影響營養品質。比如大氣中CO2濃度增加，冬小麥、水稻和玉米品質均有所下降[22-23]。CO2濃度倍增環境下，冬小麥籽粒粗淀粉含量增加2.2%，而蛋白質和賴氨酸含量卻分別下降12.8%和4%；玉米籽粒氨基酸、直鏈淀粉、粗蛋白、粗纖維和總糖含量均呈下降趨勢；大豆籽粒粗蛋白含量下降0.83%。在溫度和CO2濃度均增加的環境中水稻籽粒蛋白含量降低，高CO2濃度使稻米的堊白率、堊白度極顯著提高，整精米率極顯著下降，蛋白質和氨基酸含量明顯下降[24-25]。
2.3 極端天氣事件和病蟲草害
未來北方大部分地區將持續暖干化，短期內干旱強化的趨勢不會根本緩解。亞熱帶地區將面臨高溫、熱害和伏旱的不利影響。同時極端天氣事件出現的頻率將有所增加。CO2的影響不僅與C3、C4類型有關，還與作物品種有關。同樣在CO2 濃度增高200 ppm試驗中，不同品種水稻產量增加幅度在3%-36% 之間[25]。FACE研究還表明，CO2的影響還因溫度、水分和養分供應情況的不同而不同。大氣中CO2與O3、溫度、土壤水分、光照等環境因子的協同影響也非常重要，作物的病蟲害地理范圍將向高緯度地區延伸，病蟲害發生頻度和危害程度將更為頻繁和嚴重[26-27]，溫度升高還將造成雜草蔓延[15]。在氣候變化的大背景下，氣象災害和病蟲害現象的加劇，增加了糧食生產系統對氣候變化的脆弱性，導致了糧食生產系統的不穩定性增加，同時需要增加殺蟲劑的使用，提高了糧食生產的經濟成本和環境成本[15]。
3 糧食生產系統對氣候變化的脆弱性和風險分析
脆弱性指系統易于遭受氣候變化不利影響的程度及其恢復能力，是敏感性和適應能力的綜合體現。討論脆弱性至少需要關注四個方面，即敏感性、暴露度、恢復力和適應。敏感性多是系統本身特性所決定的，與恢復力含義相近，但恢復力強調影響后的反應；暴露度既涉及系統本身也與外界因素相關；適應能力則更強調外界干預。
由于中國氣候類型多樣，農業具有較強的區域性特征，與自然生態、地理環境密切相關，對氣候變化的反應不同，但均表現出較強的敏感性[28-29]。農業生產系統具有相當高的復雜性，對環境要求表現在綜合性和系統性上。比如東北地區并不是單單因為熱量資源的改善，就可以帶來作物產量的明顯增加。其中水分供應以及水熱匹配至關重要，只用綜合條件滿足需求，才可以實現最大產量潛力[7]。一般而言雨養農業的暴露度明顯高于灌溉農業，中國目前灌溉農業約占三分之一，大部處于雨養階段，這也是受干旱、洪澇等極端事件影響損失嚴重的主要原因[30-31]。總體上糧食生產系統對溫度、降水等指標的均態變化響應幅度較小，適應能力較強；但是對極端事件的響應和適應程度不一樣，事實上也非常復雜[32]。未來糧食生產系統的脆弱性主要是面對極端事件的影響，特別是在減小暴露度和提高適應能力兩個方面。減小暴露度的壓力也越來越大，不僅源于保證耕地面積數量的需要，還由于提高耕地質量的需要。所以適應能力建設需要不斷完善，不斷加強，對氣候變化而言，糧食生產系統的適應能力建設沒有完成時，只有進行時。
受到氣候變化特別是極端事件沖擊之后，系統本身的承受力、抵抗力以及應急措施是恢復力的直接表現。目前大多作物生產的恢復力不強，既與作物生產系統內部要素有關，也與人為調控能力有關。作物生產上可以從作物品種本身和環境條件兩方面著手加以改進，把作物抗逆性選擇、田間管理措施改進包括到應急對策中，也是提高適應能力的措施和手段。
4 降低糧食生產系統對氣候變化脆弱性的建議
4.1 加強對敏感性的評估能力建設
科學準確地評價糧食生產系統對氣候變化的敏感性是有效應對氣候變化的前提條件，對于制定合理有效的應對策略具有重要意義。IPCC第四次評估報告以來，敏感性和脆弱性問題越來越引起廣泛關注，嘗試利用指標、模擬等不同方法和手段開展研究，或者利用農業統計產量定量反應 [29-32]。然而，目前還沒有統一的研究方法和指標對敏感性和脆弱性進行評估。一方面由于糧食生產系統的復雜性，另一方面氣候變化又是漸進的，而其引發和強化了的極端事件又缺乏內在的規律性，氣候情景以及社會經濟情景存在不確定性，加之研究方法和手段還不夠完善，案例研究和評價模式都不夠充分。因此，要完善和改進各類評估指標體系和模型，創新和發展評估方法和工具，結合實地觀測和案例研究，科學評估氣候變化的影響與敏感性，識別和降低研究中的不確定性。開展作物品種抗逆性、生長發育、光合效率、產品形成與品質特性，作物種植制度和布局，農業災害、病蟲害等科學問題研究，提高人類對氣候系統及其變化的認識，提高氣候變化影響及相應領域敏感性的認識。
4.2 加強糧食生產系統適應能力
對于糧食生產系統而言，加強適應能力建設是緊迫的、急需的要求，是減小脆弱性的有效措施。適應能力的增強，客觀上減小了農業系統的暴露度，增加其恢復力。適應可以在多個層面上進行[33]：一是對已有的農田基礎設施進行改造，增強對氣象災害的防御能力；加強對天氣氣候及農業災害的監測、預測和響應能力建設，做好防范措施， 最大限度降低自然災害和氣象災害的脆弱性[34]。二是通過調整農業生產結構，有計劃地選用抗旱澇、抗高低溫和抗病蟲害等抗逆品種和新品種。充分利用氣候變化帶來的熱量資源增加、復種指數增加等優勢，避免干旱、高溫熱害等氣候變化帶來的不利因素，進而改進作物布局，科學合理確定種植制度。對于原有種植作物，也要針對氣候變暖現象，適當調整播種期。三是發展節水農業，加強推廣旱作農業技術。改造老化農業灌排工程設施，采用新的排灌措施，灌溉系統和方式，推行畦灌、噴灌、滴灌和管道灌等灌溉技術，高效利用灌溉水。四是綜合多學科的理論方法，加強糧食生產系統和其它系統及領域的交互影響的辨析與識別，開展農業及相關科學問題的試驗研究，進一步開展糧食生產系統與氣候變化有關的影響和適應研究，包括各生產要素以及加工、分配、零售和消費模式等非生產但同樣重要要素的氣候影響和適應[7]。
4.3 加強自然和社會系統體系和功能建設
糧食生產是第一產業，與社會經濟系統關系密切，更與自然生態系統緊密相連。自然生態環境的改善有利于糧食生產條件的改善，從而降低糧食生產系統對氣候變化的暴露度，增強恢復力，有利于糧食生產系統的可持續發展[35]。一是加強糧食生產高新技術和適用技術的推廣，加快科技創新和技術引進步伐，在單一技術發展的同時，建立和完善適應技術體系的集成創新機制[34]，使適應氣候變化不同主體的資源、技術、能力等得到優化配置，使各種單項和分散的相關技術成果得到集成，降低農業對氣候變化的脆弱性。二是通過立法、行政、財政稅收等方式，積極推進農業保險，探索農業政策保險與商業保險相結合的風險分擔機制，加大社會宣傳和領導，采取政策激勵措施等，創造良好的社會保障機制和反饋機制[33]。三是通過調整經濟結構、提高能源效率、開發利用水電和其他可再生能源、大力開展植樹造林等措施，減少糧食生產系統溫室氣體排放源，增加糧食生產系統固碳減排能力，提高其碳匯庫容潛力，維護良好的生態環境。在應對病蟲害和雜草害時，充分考慮生態、環境的保護和維護，使用高效低毒無污染的新型農藥，開展生物防治，發揮自然天敵對病蟲害的調控作用。
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氣候變化的利弊范文第3篇
關鍵詞：氣候變化；紅棗；產量；Mann-Kendall檢驗法；清澗縣
中圖分類號 S66 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）24-0022-05
Analysis of the Impact of Climate Change on the Yield of Jujube in Qingjian
Li Mi1 et al.
（1College of Geography and Environment，Shandong Normal University，Jinan 250014，China）
Abstract：This paper used temperature and precipitation data in Qingjian during 1971―2015 to deal with the climatic factors affecting red-jujube yield based on the method of Mann-Kendall test，anomaly and accumulative anomaly. The results shows that：Per unit area yield of jujube had climate change in 1998 and 2006. The temperature of spring and summer rose in 1998，and the temperature of spring and summer had great influence on the per unit area yield of red jujube in Qingjian and increased its yield. Spring and summer precipitation had changed in 1998 with a significant downward trend，spring and summer precipitation was the key factor affecting per unit area yield of red jujube in Qingjian and the yield of jujube was negatively correlated with the precipitation.
Key words：Climate change；Red-jujube；Yield；Mann-Kendall method；Qingjian City
目前，氣候變化問題已成為全球的熱點問題，隨著全球氣候變暖的日益明顯及各種極端天氣的頻繁發生，將會給農作物的品質與產量帶來極大的影響。隨著我國農業產業結構的進一步調整，清澗縣政府已經把發展紅棗作為發展農村經濟、增加農民收入的支柱產業，現清澗縣已成為陜西省紅棗的主要產區。氣候變化不僅是影響現今和未來國際局勢以及人類發展的重要因素，而且不同地區的氣候變化對作物產量影響較大[1-2]。目前，在氣候變化的相關研究中，尺度較集中于較大區域[3-5]，多使用Mann-Kendall突變檢驗法、Pettitt法[6]、指數平滑法[7]或建立相對應模型[8-9]等來分析氣候變化趨勢。對于氣候影響因子，采用氣溫、降水量、日照和作物物候期[10-12]的研究最多，也有少數學者選取肥料[13]等為影響因素。本文擬選取1971―2015年陜西省清澗縣氣溫、降水量及紅棗產量數據，運用距平、累計距平法及Mann-Kendall突變檢驗法對紅棗產量變化趨勢及突變點進行分析，研究清澗縣45年來溫度與降水量變化特征及其對紅棗產量的影響。清澗縣以其豐富的紅棗資源建立起以紅棗為支柱的產業模式，但紅棗的產量和質量有較大的年度變動，因此研究清澗地區氣候變化對清澗縣紅棗產業未來規劃發展及如何實施具有實際意義[14]。
1 研究區概況
清澗縣位于榆林市南端，黃河沿岸中游地區，無定河下游，與延川、綏德和子洲等縣接壤，國道、神延鐵路也從此穿過，清澗縣因其得天獨厚的地理位置，成為了陜西省紅棗的主要產區。至2010年底，該縣總人口22萬人，總土地面積為1 881km2。就紅棗種植面積而言，清澗縣是陜西最大的紅棗產業基地，至2013年，全縣棗林面積達6×104hm2，盛果林3.33×104hm2，中幼林2.67×104hm2。2008年，清澗紅棗被認定為國家地理標志產品并列入其保護行列，2009年被陜西省農業廳認定為紅棗產業示范縣，“十二五”期間出臺的《關于大力推進紅棗產業化進程的決定》中提出要將清澗縣建立為“中國西部紅棗第一縣”，紅棗產業已成為清澗縣的支柱產業[15]。
2 研究方法與數據來源
2.1 研究方法 距平即某一時刻t的數據與秩序數列平均值的差值。累積距平法可用曲線直接判別變化趨勢，是一種常用的直觀的方法，多應用于氣候序列趨勢變化的檢驗。算出時間序列上的全部累積距平值后，下一步繪出累積距平曲值線，進而作趨勢分析。在氣象學、氣候學中，國內外學者經常用M-K算法來對氣溫和降雨進行突變檢驗。Mann-Kendall檢驗法[16-17]是一種非參數統計檢驗方法，其優點在于樣本不需要假設隨機變量的分布，即樣本不需要遵從一定的分布規律，也不受個別特殊值的干擾[18]。Mann-Kendall檢驗法如下：
[UFkSk-E（Sk）Var（Sk），（K=1，2，3…n）]
式中，UFi為標準正態分布，即按時間序列x順序（x1，x2，…，xn）計算出統計量序列后，確定顯著性水平μ，再查正態分布表中的臨界值Uμ，若UFi>Uμ，處于顯著性水平臨界值內，則接受原假設，即表明序列存在明顯的變化趨勢；若UFi
其中，[SkikRi （K=1，2，3…n）]對于Rj，當xj在j時刻數值大于i時刻時，Rj累計加1，以此循環累加構成序列Rj，秩序數列Sk是Rj的累計值。
[ESk=nn-14]
[VarSk=nn-12n+572]
式中：UF1=0，E（Sk）、Var（Sk）分別是Sk的均值和方差。
用M-K檢驗進行突變檢驗時，還需求出UBk。若UFk或UBk的值>0，表明序列樣本有上升的趨勢，反之，序列具備下降趨勢。當UFk或UBk超出顯著性檢驗值的范圍時，表明上升或下降趨勢顯著。當越過Uα范圍時即可確定為出現突變的時間區域。UFk和UBk兩條曲線相交的交點為所求的突變時間點，并且如果交點在顯著性檢驗線之內，則該點就是突變開始的時刻。
2.2 數據來源 紅棗為典型的喜光樹種，光照充足則棗果產量高、品質佳，一般棗樹生長期內日照時數在1 700h以上較為適宜[]。由于清澗縣的光照時長沒有較大的年變化，因此本文中的氣候因子至考慮氣溫和降水的變化。氣象數據來源于中國氣象站網站，紅棗實際年產量數據來源于清澗縣農業局。研究中將每年12個月的月平均溫度的均值作為該年的平均溫度，將每年春季（3―5月）、夏季（6―8月）、秋季（9―11月）和冬季（12至次年2月）月均溫的平均值作為季平均溫度；將每年12個月的月降水量的累加值作為該年的年累計降水量，將每年春季（3―5月）、夏季（6―8月）、秋季（9―11月）和冬季（12至次年2月）月均降水的平均值作為季降水量。運用Excel軟件對數據進行預處理和計算。
3 結果與分析
3.1 氣溫變化分析
3.1.1 氣溫變化趨勢分析 1971―2015年清澗縣春季氣溫于1997年左右發生突變，趨勢由下降轉變為上升；夏季均溫于1998和2006年左右發生突變，氣溫變化趨勢分別為上升和下降；1986和1997年左右的秋季氣溫均發生了由下降轉變為上升突變；冬季氣溫在1986年左右發生突變，變化趨勢為由下降至上升。
3.1.2 Mann-Kendall突變檢驗分析 本次突變檢驗采用顯著性水平μ=0.05，即臨界值μ0.05=±1.96的顯著性水平。圖中，UFk為順序統計量序列，UBk逆序統計量序列，當UFk>μ0.05=±1.96時認為其氣溫變化趨勢顯著，當UFk>0時認為氣溫呈上升趨勢，當UFk1.96，中UF1983=1.054，在秋季眾突變點種絕對值最大，即1983左右秋季氣溫的突變在研究序列內最為顯著，變化趨勢為上升。期間氣溫波動劇烈，但整體呈上升趨勢（圖1C）。冬季氣溫變化在1987和2013年兩年發生突變，整體來看，冬季氣溫大多呈現上升趨勢。UF1999=2.213>1.96，說明1999―2010年間氣溫上升明顯（圖1D）。
3.2 降水量變化分析
3.2.1 降水量趨勢變化分析 1971―2015年清澗縣春季降水量有1992、1998和2006年3個突變點，1992年和1998年降水量的突變表現為由多至少，而2006年為由少至多的突變；夏季降水量在1998和2010年左右發生了突變，1998年的突變為降水量由多至少，2010年為由少至多；秋季降水量于1986和2000年發生突變，1986年為由多至少的突變，2000年降水量由少至多變化；冬季降水量整體變化較復雜，分別有1979、1988、1991和2002年4個突變點，1979年降水量由多至少變化，1988年為由少至多，1991年降水量復呈減少趨勢，2002年降水量突變為由少至多。
3.2.2 Mann-Kendall突變檢驗分析 本次突變檢驗采用顯著性水平μ=0.05，即臨界值μ0.05=±1.96的顯著性水平。UFk為順序統計量序列，UBk逆序統計量序列，當UFk>μ0.05=±1.96時認為其降水量變化趨勢顯著，當UFk>0時認為降水量呈增多趨勢，當UFk
3.3 氣候變化對清澗縣紅棗生產的影響分析 春季為紅棗的發芽展葉期，夏季為紅棗的萌芽期和開花期。紅棗屬于喜溫果樹，在發芽展葉期和開花期需要一定的溫度，因此當溫度升高時利于紅棗的生產。而在開花期，紅棗樹需要一定的空氣濕度，若太為干旱不利于夜的成長，但當降水量過大時，易使棗樹花受損而影響傳粉授粉，棗銹病等系列疾病也易在降雨多時滋生，進而造成紅棗減產[12，]。理論上說，溫度和降水量是影響紅棗單產量的影響因子。
由圖3可知，清澗縣紅棗產量整體變化趨勢較為穩定，整體呈增加趨勢。在2006年前單產量基本低于平均水平，僅時間序列初始的1972年附近及1998年附近距平值大于0，即該年份單產量高于平均水平，因此可認為1998年左右紅棗單產發生突變，趨勢為增加（圖3A）。在2006年前紅棗單產量的累積距平值較小，從2006年后顯著上升（圖3B），且UF2006與UB2006相交，UF2006=0.805，即該年發生突變，趨勢較之前增加更顯著（圖3C）。
在1997年左右的春季和1998年左右的夏季，清澗縣氣溫發生了突變，趨勢為上升；2006年春季和夏季氣溫均發生突變，趨勢同為上升。在1998年，清澗縣春、夏季降水量也發生突變，趨勢變化表現為下降。且由上文可知，清澗縣紅棗單產量也分別于1998年和2006年附近變化顯著。可見，溫度和降水量是影響紅棗產量的影響因子。
圖3 1971―2015年清澗縣紅棗單產量距平（A）、累積距平（B）和Mann-Kendall突變檢驗（C）
4 結論與討論
（1）在1971―2015年，清澗縣春、夏季平均氣溫均在1998年左右有一個呈上升趨勢顯著的突變點；清澗縣的春季和夏季降水量于1998年左右發生突變，趨勢為下降。在此期間，清澗縣紅棗產量呈增加趨勢，其中1998和2006年分別發生了突變，表現為較之前增加趨勢更為顯著，自2006年后增速迅猛。
（2）氣溫和降水量是影響清澗縣紅棗產量的關鍵因子。同一年春季和夏季氣溫顯著變暖使清澗縣紅棗產量隨之增大；當春季夏季降水量發生顯著突變時會對紅棗產量造成影響，表現為降水量顯著下降時，紅棗產量隨之增加。
（3）氣候變化對紅棗質量與產量的影響利弊均有，只有合理地利用氣候變化，趨利避害，進一步優化紅棗產業結構，才能將氣候變化對紅棗產量的影響降到最低，從而增加農民的經濟收入。另外，本文僅從氣候角度來研究影響清澗縣紅棗產量的變化因素，而對于其他影響因子并不全面。因此，今后在研究氣候變化造成的影響時，應選擇多種方法共同檢驗，使其更加全面準確。且在研究對林果業作物產量的影響時，應細化到作物的休眠期、發芽期、花期等，從而得到更準確的結果。
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氣候變化的利弊范文第4篇
關鍵詞：氣候合作；趨利避害；《京都議定書》
中圖分類號：X2 文獻標識碼： A文章編號：1671-1297（2008）11-014-02
前言
氣候問題已經成為全球性的問題，這一問題如果不認真面對并加以解決，會帶來災難性后果。溫室氣體排放導致全球變暖，海平面上升，許多低地將被淹沒，各地區極端天氣將比現在更加頻繁。所以，各國都有義務擔負起相應責任以應付這一嚴重的全球性問題。
一、美國與世界各國對氣候問題的態度
美國作為世界惟一超級大國，在維護其全球戰略利益方面不遺余力，防止核擴散，維護區域安全穩定，推行其經濟戰略，打開海外市場，美國政府始終站在國際社會的最前沿。不過在國際氣候合作問題上，更多的是采用一種不合作的態度，甚至扮演著絆腳石的角色。1997年12月，在日本京都召開的聯合國氣候大會通過《京都議定書》規定，在2008年至2012年期間，發達國家的溫室氣體排放量要在1990年的基礎上平均削減5.2%，其中美國削減7%，歐盟8%，日本6%。對于這一協定，歐盟、日本明確表示支持，而美國則明確反對。2001年，美國總統布什表示，拒絕在《京都議定書》上簽字是他“堅持原則”的表現，他不想取悅每一個人，他只是做他認為對的事情。《京都議定書》只要有55個國家簽字就能生效，隨著歐盟、日本、俄羅斯、中國等國相繼簽字，《京都議定書》終于在2006年正式生效。由于該協定規定到了2012年各國執行的責任，隨著2008年的到來，各國必須準備計劃2012年以后各國溫室氣體排放目標。因此，有必要就這一議題制定相應的時間表，同時未來行動的原則需最后確定。2007年12月中旬，聯合國氣候變化大會在巴厘島召開，12月15日產生了“巴厘島路線圖”，決定在2009年前就應對氣候變化問題的新安排舉行談判。美國對氣候問題的態度是非常消極的。
在我們分析美國在國際氣候合作的態度時，我們可以看見明顯的趨利避害的傾向。趨利避害：趨向有利的一面，避開不利的一面。在國際關系中，趨利避害表現得非常明顯。小國弱國服從大國，不只是畏懼大國的強大，而最重要的是小國能獲得大國的幫助和支持。大國在處理國際事務中，為了維護其國家利益和全球戰略的完整性，維護其在國際社會中的主導權，都會采取趨利避害的原則。
二、美國與世界各國在氣候問題協議中的利害關系
美國對于國際氣候合作，對其利弊有充分的認識。國際氣候合作，其主要內容就是各方在限制溫室氣體排放方面達成某種協議，根據共同但有區別的責任原則，發達國家應當率先采取行動，來對付氣候變化及其不利影響。因為目前的溫室氣體最早可以從西方工業化時代算起，而發展中國家則本身還面臨艱難的發展任務，“減貧”與促進經濟社會發展仍是發展中國家“首要和壓倒一切”的問題。所以發達國家理應承擔起限制溫室氣體排放的主要任務。不過限制溫室氣體的排放，必然會付出巨大的經濟成本，很可能抑制經濟增長，對美國尤其如此。美國看到，參與國際氣候合作是一把雙刃劍，有利有弊。
首先看有利的一面，美國自然知道，美國的積極參與必然會促進國際氣候合作的進程，《京都議定書》的命運也不會如此坎坷，恐怕2012年后的行動框架已經在積極地制定中。同時，這也明顯有利于美國對未來國際氣候合作主導權的掌握，作為溫室氣體的最大排放國，美國的積極參與對其他國家的鼓勵將會是明顯的。更重要的是，如果把眼光放遠一點，國際氣候合作的成功，將使溫室氣體排放受到控制，人類的生產、生活方式將發生根本變化，全球變暖受到遏制，這將給人類帶來光明的未來。
而如果不參與氣候合作的行動，或者按照美國的方式來進行氣候合作，這會給美國帶來一些負面效應。美國在氣候合作中的發言權以及國際形象會受到損害。美國可能會因為不作為而被視為不負責任國家。同時，這也不可避免地與歐盟、日本發生分歧，影響到雙方的關系。再就是發展中國家明顯不會屈從美國的壓力，而會進一步指責美國的逃避責任行為，這不利于國際氣候合作的進程。但是，這并沒有影響到美國在面對其它國際事務時謀求主導權和領導權的努力，美國的威信并沒有受到影響。
原因在于：第一、美國在氣候問題上反對的是減排的方式，而不是目的。這種只是處理事務的差異使得美國與其他各方的矛盾并未到劍拔弩張的境地。美國總統布什多次聲稱，美國之所以不愿簽署《京都議定書》，有一個重要原因是在減排范圍中，不包括發展中國家，這不符合普遍原則。這一理由自然會引起發展中國家的強烈反對，但對歐盟、日本這些傳統盟友則能引起共鳴。
第二、美國與歐洲的傳統盟友在很多方面都有合作。雖然近來雙方齟齬不斷，但是雙方的關系并沒有出現大的波動，而是在伊戰后，出現了平穩合作的態勢，美國與歐洲相對于氣候合作，在其他方面有比之大得多的共同利益，美國和歐盟都不愿意因為在氣候合作方面的分歧而影響到大的雙方關系。
而從另外一個方面講，美國目前對于其氣候合作的消極態度，不光只有壞處。2001年，新上臺的布什政府拒絕簽署《京都議定書》，退出了在聯合國框架內應對氣候變暖的行動。與此同時，美國政府持續否認“人類活動導致氣候變暖”的論點。對于美國來說，態度的消極，甚至成為合作的障礙，很大程度上符合美國的利益：
第一、在氣候合作方面，由于各種困難和障礙注定國際氣候合作的進程不會是一帆風順。歐盟自身的能力可能無法解決好面臨的種種問題，最后還要依靠美國的幫助。美國看到，隨著全球氣候變暖的加劇，國際氣候合作必將成為各國政府最為關注的生存問題。圍繞著氣候合作將產生一個巨大的政治、經濟市場，而美國似乎并沒有做好相應的準備。尤其是經濟方面，在溫室氣體排放控制的科技研發方面，已落后歐洲，特別是德國的企業。所以，美國目前的“另類”也可看作是爭取時間之舉，給國內的企業爭取時間，為將來美國爭奪國際氣候合作中的政治、經濟市場做好準備。
第二、美國是當今世界能源消費和二氧化碳排放大國，1998年一次能源消費量約占全球一次能源消費總量的22.8%。美國二氧化碳排放量1998年比1990年上升11.5%。因此對于美國來說，要實現《京都議定書》規定的2008―2012年溫室氣體排放量比1990年下降7%的目標，無論如何都是一個巨大的挑戰，現有的市場經濟機制根本不可能自動完成這個任務，需要強有力的政策干預，也可能會帶來巨大的經濟成本。同時，動蕩不定的美國經濟形勢和所謂的加州能源危機，也給布什政府找到了很好的托詞。布什總統宣稱，過多的保護環境規定很可能抑制經濟增長，尤其是要求電力企業減少二氧化碳排放，勢必會加劇發電廠的能源消費由煤炭轉到天然氣，造成電價明顯上升，從而危及經濟發展和能源供應。可以說，布什總統拒絕履行《京都議定書》有關減排義務，是讓位于絕對優先的促進美國經濟發展、克服次貸危機和解決能源危機問題，因為氣候變化問題已經成為解決經濟問題的障礙，因而不符合美國的國家利益。
結語
所以，兩利相權取其重，兩害相衡趨其輕。美國看到，不參加氣候合作與參加，前者的負面影響要小于后者。雖說美國的不合作態度會影響到它的國際形象，也會影響到美國與歐盟的關系，但是這種負面影響可以從其它方面來彌補。而限排溫室氣體對經濟的影響則是直接的，加上美國經濟受次貸危機的影響，增長疲軟，美國會為此付出巨大的經濟代價。因此，美國更樂意選擇負面影響小的。從另一方面講，不合作帶來的收益要明顯大于合作帶來的收益，至少目前如此。美國當然看到氣候合作是必然趨勢，但是美國并沒有做好準備，而是讓歐盟捷足先登了。歐盟在技術、政策等層面已經領先美國。因此，美國目前不適合貿然與歐洲競爭，美國的企業也沒有做好準備。美國合適的政策就是可以適當拖延，在拖延中爭取其他方面更多的讓步，同時爭取更多的時間，以使美國國內做好充分準備。總之，美國在其后合作中充分運用了趨利避害原則，以實現美國最大的國家利益。
參考文獻
[1]徐華清.美國政府氣候變化新計劃[J].中國能源,2002,(07).
[2]王勇.《京都議定書》――遏制全球變暖力不從心[J].世界知識, 2007,(16).
氣候變化的利弊范文第5篇
[關鍵詞]二氧化碳；燃煤電廠；煙氣
中圖分類號：X511 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）40-0237-01
二氧化碳給環境帶來的負面影響已經引起了全球的關注[1]。自1992年以來，世界各國政府不斷磋商會談，為了約束各國排放的溫室氣體，先后簽署《氣候變化框架公約》、《京都議定書》、《德里宣言》、“蒙特利爾路線圖”等重要公約。在我國《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》將“主要行業二氧化碳、甲烷等溫室氣體的排放控制與處置利用技術”列入環境領域優先主題，并在先進能源技術方向提出“開發高效、清潔和二氧化碳近零排放的化石能源開發利用技術”；《國家“十二五”科學和技術發展規劃》提出“發展二氧化碳捕集利用與封存等技術”。《中國應對氣候變化科技專項行動》、《國家“十二五”應對氣候變化科技發展專項規劃》均將“二氧化碳捕集、利用與封存技術”列為重點支持、集中攻關和示范的重點技術領域[2-4]。
控制二氧化碳的排放已經刻不容緩。目前，對于CO2的捕集技術主要分為三大類：燃燒前，燃燒中以及燃燒后。幾種方式各有利弊，目前都在不斷的研究發展中。
1 燃燒前捕集技術
燃燒前脫除二氧化碳，就是燃料在參與燃燒前就將其中的碳分離出去，從而使燃燒后沒有CO2生成[5]。這個技術的典型代表就是整體煤氣化聯合循環（IGCC）。近年來，國內外對于這項技術的研究比較多，中國華能CSIRO燃燒前捕集示范項目，2012年美國Lost Cabin項目，2014年加拿大Agrium與ACTL合作的CO2捕集項目，美國Kemper County的IGCC項目等。相對于其他的脫碳方法，燃燒前技術要求氣體高壓力，高濃度和高純度。該技術的優點是運行成本低，CO2濃度高；缺點是系統復雜，只能與IGCC匹配，不適用于傳統電廠[6]。
2 燃燒中捕集技術
燃燒中捕集也成為富氧燃燒技術（Oxygen Enriched Combustion）。該技術的特點是利用空氣分離系統，分離出絕大部分的氮，獲得純氧，送入能量轉化器與燃料混合。燃燒產物避免了脫銷過程，經過脫硫之后燃燒產物90%就是CO2，可直接處理或利用。該技術的優點就是避免了氮氧化物的排放，回收CO2成本低，脫硫效率高。但是有一個最大的問題就是制氧成本太高，使得這項技術的經濟性大打折扣，從而限制了這項技術的工業化運用。
3 燃燒后捕集技術
燃燒后捕集，就是將燃燒產物進行脫碳[7]。是目前最有前景，并且已有工業化運用的技術。針對目前的燃煤電廠，采用燃燒后脫碳僅需要在現有系統上小范圍的改裝，不用對其他主要系統大規模改動。所以這項技術適用于許多老電廠，市場潛力大。其缺點是電廠煙氣中含有大量的惰性氣體和粉塵，CO2的濃度和分壓較低，對CO2的捕獲費用相對偏高。目前，工業上吸收分離CO2的方法主要有吸附法、化學吸收法、低溫蒸餾法、膜分離法等。
3.1 吸附法
吸附法是利用吸附劑對CO2的選擇性和可逆解吸作用來分離煙氣中CO2。主要機理是由于流體分子與吸附介質表面分子之間的引力而使其附著于介質表面。
此技術的優點是系統簡單，無腐蝕及污染，吸附劑壽命長，維護量少。但如何選擇最優良的吸附劑是關鍵點。吸附劑孔徑、孔體積、表面積、被吸附氣體與吸附劑之間的親和力等因素直接影響吸附效果。此技術適用于CO2濃度高（20～80 vol.%）的工業氣。煙氣中CO2濃度較低，需對煙氣除水和除灰，增大CO2分壓以滿足吸附分壓等預處理，耗能大。因此，該方法不宜用于電廠煙氣脫碳。
3.2 化學吸收法
化學吸收法就是利用吸收劑溶液吸收氣相的CO2。常用的化學吸收劑有醇胺溶液，強堿溶液等。有單一純胺法和混合純胺法。化學吸收法是目前最成熟的脫碳方法。國內外已經有很多工業化的實例。南化研究院的改良甲基二乙醇胺（MDEA）法脫碳技術，德國BASF公司開發的aMDEA工藝，采用了六種溶劑配方，均具有較高的化學穩定性。化學吸收法的優點是脫碳率高，能達到99%以上，吸收效率高，適應性廣。缺點是在脫碳過程中系統溫度的控制。對于燃煤電廠煙氣，進入脫碳吸收塔的溫度一般要求不高于100℃，所以煙氣必須先降溫。脫碳后，為了減少低溫腐蝕又必須升溫，這就造成能耗過高。除此之外，吸收劑與煙氣中的SOX、NOX反應生成不可逆的鹽類，會直接造成吸收劑的損失。這些都限制了化學吸收法的大規模推廣。
3.3 膜分離法
膜分離法的機理是利用氣體與膜材料之間發生反應，將CO2透過薄膜分離出來。按膜的材料可分為有機膜和無機膜。此技術的關鍵是選擇與膜材料相匹配的吸收劑溶液。另外膜材料的耐久性，對溫度壓力的適應性，以及電廠煙氣中雜質對膜的腐蝕，污染，堵塞等問題都是目前面臨的問題[8]。
3.4 膜吸收法
膜吸收法與膜分離法不同。膜本身對氣體沒有選擇，也不參與反應。膜只起到隔離煙氣和吸收液的作用。該技術是采用微孔膜技術，CO2透過膜孔到達膜的另一側與吸收液反應，CO2靠在膜兩側的濃度差，自行的從一側繼續到達另一側，從而不斷的被吸收。國內外學者對膜吸收法展開了大量的研究。目前的研究結果表明膜吸收法的吸收效率高，過程中無相變，并且價格低，具有很大的市場潛力，適合大規模的運用[9，10]。但是在研究中也有難題比如膜孔容易堵塞，污染等。
4 結論
從目前的脫碳方法分析，針對燃煤電廠的煙氣二氧化碳捕集，化學吸收法是最成熟的方法。從長遠看，膜吸收法也有比較大的潛力，值得深入研究和推廣。
參考文獻
[1] CO2 emissions from fuel combustion[M]，Iiea statistics，2002：91-100
[2] Report of the Conference of the Parties on its third session， held at Kyoto from 1 to 11 December 1997，United Nations Framework Convention on Climate Change.1998.03.25.
