我國農業生產對氣候變化的脆弱性評價研究

周文魁

（江蘇省科技情報研究所 產業技術研究中心，江蘇 南京 210042）

我國農業生產對氣候變化的脆弱性評價研究

周文魁

（江蘇省科技情報研究所 產業技術研究中心，江蘇 南京 210042）

本文利用層次分析法構建了農業生產對氣候變化的脆弱性綜合評價指標體系，實證分析了中國各省區的脆弱性程度，結果表明：全國一半的省區對氣候變化表現為中度以上的脆弱性，主要分布在西部和華北地區。針對各省區脆弱性成因的不同，應分別采取不同的對策。

氣候變化；農業生產；敏感性；適應性；脆弱性

1 引言

近年來，氣候變化成為科學界關注的熱門話題，隨著全球氣候變化研究的興起，脆弱性研究在氣候變化領域得到了越來越廣泛的應用。農業生產對氣候條件的依賴性很強，與氣候變化關系密切，任何程度的氣候變化都會給農業生產帶來不同程度的影響。由于全球氣溫的不斷升高，氣候變化對農業生產的影響和人類對這種影響所采取的應對措施引起了科學界的廣泛關注，研究氣候變化情況下我國各省區農業生產對氣候變化的脆弱性，對于政府制定適應氣候變化的應對措施和對策，保障我國糧食安全和實現農業可持續發展具有重要意義。

脆弱性概念最早起源于災害學研究領域，表示被傷害的程度，主要用于分析食物安全及饑荒。I P C C在第三次評估報告中強調：脆弱性是指系統容易遭受和有沒有能力對付氣候變化（包括氣候變率和極端氣候事件）的影響（主要是不利影響）的程度。前者被稱為系統對氣候變化響應的敏感性，后者被稱為系統應對氣候變化影響的適應性。由此可知，農業生產對氣候變化的脆弱性評價包括敏感性評價和適應性評價兩項內容。敏感性評價反映了影響農業生產脆弱程度的自然和內生因素，適應性評價則反映了影響脆弱程度的社會經濟因素，對這兩方面的評價結果進行綜合分析，才能較好地評價農業生產對氣候變化的脆弱性。

2 農業生產的氣候脆弱性評估方案

2.1 指標體系的建立

對于農業生產脆弱性評價，選取合適的評價方法非常重要。關于農業生產對氣候變化的脆弱性評價采用綜合指數法，該方法可以考慮到不同區域的實際農業生產狀況，選取和農業生產密切相關的氣候、生態和持續發展能力的因子，從而構建敏感性指標和適應性指標體系，符合氣候變化脆弱性指標設計多要素多因子的特點，將農業生產的各影響因素和綜合分析相結合，體現評價的綜合性和層次性。綜合指數法首先采用A H P層次分析法確定各指標的權重，然后確定各個指標的評估標準，根據敏感性、適應性的計算方法得出敏感性和適應性指數，最后在敏感性指數和適應性指數的基礎上計算出脆弱性綜合指數。本文采用敏感性指數R S I和適應性指數兩個評價指數，來計算農業生產對氣候變化的脆弱性指數。

根據脆弱性的定義，參考眾多學者關于生態脆弱性和有關氣候變化對農業生產影響的研究成果，考慮到中國各地區的農業生產實際情況，選取和農業生產密切相關的氣候生態和社會經濟因素，通過數學分析和專家打分相結合的方法，分別構建敏感性指標和適應性指標。敏感性指標包括氣候敏感類指標和土地利用類指標2類一級指標，其中氣候敏感類指標包括氣溫變率、降水變率、日照時數變率、受災率和成災率5個二級指標，土地利用類指標包括森林覆蓋率、水土流失率和墾殖指數3個二級指標。適應性指標包括農業生產類指標和社會經濟類指標，其中農業生產類指標包括有效灌溉面積比例、人均耕地面積、人均糧食產量和糧食單產4個二級指標，社會經濟類指標包括人均農民純收入、非農業總產值比重、非農業人口比例和人均國內生產總值4個二級指標。

2.2 指標分級及計算方案

對于農業生產敏感性指標的評判標準，主要參考了相關文獻和學者們的有關科研成果，敏感性各指標值的具體分級及相應的敏感性程度等級劃分結果見表1。

表1 敏感性指標的分級方案

敏感性指數R S I根據下式計算得出：

（式中，Xi為某地區第i個敏感性指標的數值，W i為第i個敏感性指標所占的權重，j則代表敏感性指標的個數）

對于農業生產適應性指標的評判標準，主要根據各地的經濟發展水平、各類可持續發展指標體系以及相關科研成果，適應性各指標值的判別標準及適應性程度的等級劃分結果見表2。

表2 適應性指標的分級方案

（續表）

適應性指數R A I根據下式計算得出：

（式中，Yi為某地區第i個敏感性指標的數值，W i為第i個敏感性指標所占的權重，j則代表敏感性指標的個數）

根據脆弱性的定義可知，敏感性和適應性對脆弱性的影響程度是相反的，敏感性指數屬于正向影響指標，R S I的數值越大，脆弱性就越高；適應性指數則屬于逆向影響指標，R A I的數值越大，脆弱性就越低。因此，本文農業生產對氣候變化的脆弱性指數由下式計算得出：

并根據下列公式對脆弱性指數的數值進行標準化處理：

（式中，Pi為第i個省區的脆弱性指數的標準化數值，Ci為第i個省區的脆弱性指數值，Cm in為脆弱性指數值在各省區中的最小值，Cmax為脆弱性指數值在各省區中的最大值）

脆弱性的具體等級劃分方案見表3。

表3 農業生產的脆弱性等級劃分標準

2.3 指標權重的確定

對于農業生產過程，每項指標的影響程度都與其他指標有所不同，因此需要準確判定各項指標的權重才能進行定量分析和評價，從而獲得準確的綜合評價結果。不論是主觀還是客觀的方法，都存在一定局限性，因此本文采用層次分析法確定權重，這樣既能避免主觀方法的隨意性，又可以兼顧靈活性和可操作性。層次分析法是目前應用較多的用于多方案或多目標的權重決策方法?？梢詫⒍亢投ㄐ韵嘟Y合來處理各種決策因素，具有系統性、靈活性、簡潔性的優點，在社會經濟的很多領域內都得到了廣泛的應用。根據層次分析法，文中將農業生產的敏感性指數和適應性指數列為遞階層次結構中的最高層，分別設其為A 1和A 2；一級指標B 1和B 2、B 3和B 4分別為其所對應的下一層，其中B 1對應二級指標C 1-C 5，B 2對應二級指標C 6-C 8，B 3對應二級指標C 9-C 12，B 4對應二級指標C 13-C 16。本文根據南京農業大學氣候變化領域的專家打分結果和A-B層次、B-C層次的判斷矩陣，通過E x c e l軟件進行計算，分別得出了敏感性指數和適應性指數中各指標的權重（表4）。然后對得出的各項指標的權重數值進行檢驗，結果各判斷矩陣的C R均小于0.1，因此各判斷矩陣都具有很好的一致性，說明敏感性和適應性指數中各項指標權重的確定是科學合理的。

表4 農業生產對氣候變化的脆弱性評價指標結構及其權重

3 各省區農業生產對氣候變化的脆弱性分析

利用我國各省區2012年的16項指標數值，根據上文敏感性指數和適應性指數的計算公式計算出敏感性指數和適應性指數，再按照上文中脆弱性指數的公式，計算出各省區農業生產對氣候變化的脆弱性指數，并根據表3的脆弱性等級劃分標準對脆弱性指數進行分級。各個脆弱性程度的省區分布情況見表5。

表5 各省區農業生產脆弱性指數分布情況

（續表）

根據表5可知，農業生產對氣候變化極度脆弱的省區有2個，占總個數的6.5%，占全國的面積比例為9.4%，其中脆弱性指數最高的是青海??；對氣候變化高度脆弱的省區有4個，占總個數的12.9%，占全國的面積比例為8.5%；對氣候變化中度脆弱的省區有9個，占總個數的29.0%，占全國的面積比例為11.6%；對氣候變化一般脆弱的省區有7個，占總個數的22.6%，占全國的面積比例為50.5%；對氣候變化低度脆弱的省區有9個，占總個數的29.0%，占全國的面積比例為20.5%，其中脆弱性指數最低的是浙江省?？傮w來說，全國有一半的省區農業生產對氣候變化表現為中度以上的脆弱性。

從不同脆弱度省區的空間分布上看，脆弱度高的省區主要分布在西部和華北地區，華北地區的河北、山西和天津，由于氣候變化的波動大，溫度變化率、降水變化率和日照時數變化率都較大，加之土地利用不合理，森林覆蓋率較低，墾殖指數較高，因此對氣候變化的敏感性較高，從而導致其脆弱程度高。而處于西部地區的貴州、青海和甘肅，由于其農業生產條件差，糧食單產和人均產量都較低，加之其經濟發展水平低，人民群眾生活貧困，適應氣候變化的能力很差，從而導致其脆弱性程度高。而一般脆弱和低度脆弱的省區，大部分都分布在東部和中部地區，這些地區的自然環境和經濟發展水平比西部好，農業生產條件也較好，從而具有一定的適應氣候變化能力。尤其是東部沿海地區，這些省區的農業生產條件和社會經濟條件都很好，農戶生活水平較高，其糧食單產、農戶人均收入和人均G D P都較高，適應氣候變化的能力強，因此其脆弱性程度較低。

分析各省區農業生產對氣候變化的脆弱性，可以進一步了解敏感性和適應性之間及其與脆弱性的關系，可以發現氣候敏感性和脆弱性之間并不完全一致。通常情況下，農業生產對氣候變化的敏感性和脆弱性呈正相關，但是對氣候變化敏感性高的省區，其農業生產卻不一定是脆弱的，因為脆弱性的高低還與一個地區適應氣候變化能力的大小直接相關，如北京，其溫度變化率和降水變化率都較高，森林覆蓋率較低，對氣候變化的敏感性較高，但是，由于其經濟發展水平高，農村居民的收入達到萬元以上，在全國列第二位，人均產值達6.2萬元，同樣列全國第二，農戶生活富裕，有較好的資金條件和技術條件，可以采用先進的農業生產技術以適應氣候變化，這樣就在相當程度上彌補了氣候變化對農業生產帶來的不利影響，因而這些省區對氣候變化的脆弱性不是很高。相反，有些省區如云南，對氣候變化的敏感度不是很高，但由于其經濟欠發達，農民收入水平不高，同時農業投入少，農田水利基礎設施落后，灌溉面積比例低，糧食單產低，使得這些省區適應氣候變化的能力較差，因而對氣候變化的脆弱性較高。從以上分析可以看出，敏感性和脆弱性在有的情況下并不成正相關，采用一定的適應性行為可以抵消氣候變化對農業生產的不利影響。

4 相關政策建議

根據對各省區脆弱性的綜合評價可以發現，中國有一半的省區農業生產對氣候變化表現為中等程度以上的脆弱性，即便處于同等的脆弱程度，不同省區的脆弱性主導因素也不同，有些省區是因為對氣候變化因子較為敏感，面臨氣候變化的壓力大；有些是因為土地利用狀況不合理，對自然和人為變化的抵抗力較弱，不能起到減緩氣候變化的作用；有些則是農業生產水平和經濟發展水平較低，適應氣候變化的能力較弱。因此，各省區在適應氣候變化的過程中，應該針對各自不同的脆弱性成因，采取不同的策略。

對于由氣候敏感性高引起的脆弱區，如新疆、山西、重慶等，其脆弱性較高的主要原因是其對氣候變化較為敏感，這些省區應加大對農田水利基礎設施建設的資金投入力度，增強農業水利基礎設施的抗災能力，保護和修繕現有農業防災減災工程，充分發揮防災工程的效益，提高農業生產抵御自然風險的能力。

對于土地利用不合理引起的脆弱區，如甘肅、寧夏等，這些地區由于自然環境惡劣，加上人為的亂砍濫伐和盲目開荒，導致植被銳減、水土流失嚴重、農田荒蕪。要改變傳統落后的生產方式，調整農業生產結構和能源消費結構，加強植被恢復，提高森林覆蓋率，防治水土流失，加大對水土流失的治理力度，從而減輕人類活動對自然環境和農業生產的干擾。

對于由適應性較低引起的脆弱區，如青海、廣西等，這些地區經濟發展水平和科技應用水平都較落后，農民生活水平也較差，缺乏適應氣候變化的資金和技術。因此，這些地區要加快經濟發展速度和新農村建設進度，提高農村居民收入水平，鼓勵農戶改善作物品種和應用先進生產技術，從而提高其適應氣候變化的能力。

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S162；F329.9

A

2302011（2014）02-0061-06

2014-01-09

周文魁 （1984—），男，江蘇南京人，博士，助理研究員，江蘇省科技情報研究所產業技術研究中心副主任，研究方向：現代農業和科技戰略。