人口增长和气候变化的双重压力，将进一步加重土地使用、水资源利用和粮食安全的压力
在历史记录中，最热的10年中有9年都出现在过去的10年当中，而且都在1998年之后。另外，历史上高温排名第9的2012年，则出现在连续高出20世纪平均温度的第36年。同时，降雨格局正在发生变化，降雨普遍地趋于更加集中。毫不奇怪，诸如此类气候变化对农业的诸多影响正被证明是重大的，而且是世界范围的，包括美国在内。比如，美国国家海洋和大气管理局（US National Oceanic and Atmospheric Administration）估算，气候变化使美国西南地区2011年的干旱比应该出现的干旱程度高出20多倍。
同时，农业作为一个极易受气候变化影响的产业，其作用也发生了全球性变化。农业不仅在提供粮食和纤维方面仍然非常关键，而且在提供能源生产原料方面的重要性也在不断增强。农业作为抵消导致全球变暖的温室气体排放的可能资源也经常被提到。
简而言之，气候趋势对农业的未来提出了诸多关键性问题。气候变化对农业产量有何影响？是否意味着农业无法满足未来的粮食需求，特别是满足逐渐增长的人口和收入逐渐增长的人口的可能需求？而且，诸多国家为了减少气候变化对农业的破坏性影响又能够做些什么？
为了正确理解这些问题，有必要提及气候变化的两个基本特征。第一，大量的证据表明，它可能使环境变得更热，而且总体上更加潮湿；但是，天气模式则更加多变。第二，气候变化既没有被观察到、也没有被预测到具有统一的地理影响。特别是，当大多数地方预计更热且环境更加多变的时候，某些地区则可能更加干燥，而其他地方却更加潮湿。
肇事因素
不断变化的气候确实改变了农业生产力。最终，陷入极端炎热和极端寒冷，以及极端潮湿和极端干燥的诸多环境，都不再适合种植农作物。农作物在温度和降雨量变化幅度不大的条件下则生长得很好。万幸的是，温度和降雨条件随着地理的变化而变化。靠近两极的环境普遍很冷，而靠近赤道的环境则很热。并非所有的农作物都需要同样的温度范围：比如，小麦在相对更冷的环境中生长得很好，棉花和水稻则在更热的环境中，而玉米和大豆则需要温和的环境。这就意味着，变暖的气候将对某些农作物和地区有益，而对其他农作物和地区则有害。这也将改变农作物生产的地理分布，从而导致目前的农作物种植范围普遍向两极方向位移。
二氧化碳也是影响农业的一个相关因素。大量的科学证据表明，当今的气候变化在很大程度上是由于大气中不断增加的温室气体浓度所致。温室气体中最丰富的二氧化碳的增加，刺激了某些种类农作物（如水稻、小麦、大麦、燕麦、大豆、土豆和多数水果等三碳作物）的生长，而其他种类（如玉米、甘蔗、高粱、小米和某些草类等四碳作物）则没有受到很大刺激，但却比在干旱的环境中好些。二氧化碳对产量的影响也不完全都是正面的，比如，杂草的竞争力也将被激发出来。然而，二氧化碳可以部分抵消完全由温度和降雨量变化所造成的减产。
然而这些都还远非对农业具有重大影响的全部气候变化因素。因冰雪融化和海洋热膨胀而导致的海平面上升，将可能淹没大量农业用地——特别是埃及、孟加拉国、印度和越南等低海拔粮食生产国的农业用地。害虫数量可能会受到影响，在虫害的范围和发生率方面已经观察到诸多重大变化。诸多观测资料表明，杂草和害虫在较热的地区引起的损失比较大，因而预示着受灾区域将随着气候变暖而扩大。极端春寒期出现的频率在降低，也能够促使害虫蔓延，在北美的森林中已经观察到这种情况——破坏性松小蠹虫已经广泛蔓延。
极端气候现象——比如，干旱、洪水、热浪和酷寒——预计将会增长，而且这将导致农业产量降低且不稳定，同时也将诱发更加频繁的饥荒，以及土地不再种植农作物而改作他用。政府间气候变化专门委员会（The Intergovernmental Panel on Climate Change， IPCC）最近发布的一份关于极端气候现象的报告认为，干旱可能在世界许多地方更加严重，包括南北美洲、中欧和非洲。这反过来可能降低产量，并导致国内和国际粮食价格的增长，正如在2012年所见到的那样。那些居民已经将很大一部分收入花费在食品上的国家将受到非常严重的影响，从而导致营养不良和贫困的增加。
政府间气候变化专门委员会关于极端气候的报告指出了更多热浪出现的可能性，这将对水资源利用、农作物产量和家畜产量带来压力。政府间气候变化专门委员会也提供了特大暴雨——相对于全部降雨——的比例在上升的证据。这将增加土壤和肥料的流失，从而导致水污染和藻类过度繁殖。
导致气候差异的原因并不是单一的。地球气候根据季节、年度和多年等基准的不同而始终表现出巨大的自然差异性。这些差异源自大气、海洋、陆地、海冰、冰川以及其他因素内部和它们之间的相互作用。一种被广泛讨论的、关于年度间气候变化的原因就是厄尔尼诺南方涛动（ENSO）。源于海洋和大气之间相互作用而产生的厄尔尼诺南方涛动，导致了高空高速气流的变化——对大面积地区的气候产生影响。比如，厄尔尼诺南方涛动的拉尼娜现象在德克萨斯州的出现，一直都与历史记录中最干旱的年份相关联，包括创纪录的2011年大旱。
许多其他主要的海洋和大气之间的相互作用，也都被确定为部分成因，包括诸如北大西洋涛动等这种更长期的现象。有趣的是，一些分析者预测，气候变化力量与以极端厄尔尼诺南方涛动为例的海洋现象之间的相互作用，正变得愈加普遍和更加强烈。然而，这种情况是否能发生还没有定论。
农作物和家畜产量
鉴于气候变化影响和自然差异性以及农业对气候的巨大依赖，人们确实有理由担忧。而且，这种担忧已经被当前农业产量的趋势所验证。
最近几年见证了农业产量的实质性变化。参考以下源自美国的数据。在2011年西南地区大旱期间，40%的棉花作物遭到放弃，因为判断其产量不值得收获。家畜也被大量地卖掉。许多地区的灌溉者们发现，他们抽出来的水不足以补偿极度干旱的环境。该次净损失估计达到74亿美元。后来又迎来2012年美国中部的干旱，导致玉米作物比预期估计减产25%，玉米价格也接近翻番。
不断增加的产量变化在发展中国家中也非常明显。在诸多艰难维生的地区，干旱条件在某些情况下已经导致饥荒的广泛蔓延；而在无法运输商品的市场中，极端多雨和适宜的条件则能够引起供给过剩，从而导致价格崩溃。
气候变化对农业产量的某些破坏性影响，可以通过技术进步而得以抵消。实际上，研发投入和技术推广所引起的产量增长，多年以来一直都是农业的一个主要特征。在世界某些地区，粮食供给速度超过人口增长速度导致了粮食实际价格的下降和国家出口更多粮食能力的增强。这种情况也允许农场主们将越来越多的土地用于生物能源。
然而，最近几年却发现产量增长速度在全面下降。在美国，玉米产量直到20世纪70年代为止每年的增速都超过3%，而现在则低于1.7%。许多复杂的因素导致了这种结果，其中也包括用于增产的投资的减少。但是，气候变化确实是一种因素，而且将来也会是。这预示着未来产量增长将低于需求增长，而且农业满足目前多重需求的能力也会受到限制。这也要求对诸如研究和技术推广等增加生产率的诸多因素进行更大规模的投资。
气候变化和气候差异对农业的诸多影响，因为不同的土壤特性、地区气候和社会经济条件，在美国和美国以外的地区都显示出非常大的地理差异。比如，根据政府间气候变化专门委员会报告的预测，撒哈拉以南非洲地区的旱地作物的农业产量，在2020年之前将会下降高达50%。非洲和拉丁美洲的产量，在2050年之前预计将下降10%到20%。然而，在中国的黄土高原，玉米产量在2070年至2099年之间预计将增加大约60%。澳大利亚南部的小麦产量，预计在2050年之前将下跌13.5%至32%，然而，同期瑞典南部的冬麦产量将增长10%到20%。
在伊利诺斯和印第安纳地区，由于每日最高气温的增长，一些分析者预测，长季节玉米产量在2030年至2095年之间将下降10%到50%。然而，美国大平原地区的玉米产量，预计在2030年之前将增长25%，在2095年之前将增长36%。在2050年之前，气温升高9到11华氏度可能会导致阿巴拉契亚地区、东南地区（包括密西西比三角洲）和南方平原地区的母牛、牛崽和乳制品等家畜产量预计平均降低10%。
同时，水资源预计将越来越成为问题。政府间气候变化专门委员会的预测表明，某些中纬度的干旱地区和干旱的热带地区，在2050年之前将经历水资源可利用率降低10%到30%的情况。这些预测也表明，高纬度地区和某些多雨的热带地区的水资源供应同期将增加10%到40%。同样，部分严重缺水的河流盆地预计将扩大——全球41%的河流盆地，其排水能力或者保持稳定，或者不断下降。一方面，诸如此类影响在发展中国家比工业化国家更加普遍。另一方面，变暖可能使接近两极的地区寒冷的天气越来越少，正如其在更加靠近赤道的地区使酷热的天气越来越多一样。
由于业已炎热的地区变得更加炎热，牛和猪的食量将不如往常；因为，高温抑制了它们的食欲。这将影响它们的生长速度。另外，有证据表明，较高的平均气温会导致出生率下降，降低牛奶和羊毛的产量。美国农业部的一项研究估计，过多的酷热将导致牛肉行业每年损失3.7亿美元。加上已经改变的饲养有效性，将可能导致家畜生产地区向两极大规模移动。
草料的性能也将成为一个问题。在业已炎热的地区更加炎热的情况下，草料的质量在退化，其蛋白质含量在减少。同样，草和干草预计将以较慢的速度增长，这样，每单位土地上的载畜量将可能下降。
家畜疾病和虫害预计将变得更加普遍。比如，较高的气温能够增加禽流感爆发的几率，增加对家禽和人类的威胁。在尼日尔，沙漠蝗虫在2005年至2006年的一场入侵，对牧场造成了大规模破坏，一次严重的粮食危机也随之而来，大约有400万人口面临长期饥荒。
水资源和气候变化对农业的影响，将共同增加确保粮食安全和减少贫困的发展性挑战。
适应与缓解
政府间气候变化专门委员会2007年的报告确认了两种基本的解决气候变化对农业影响的行动方式。第一，人类社会可以改变农业生产方式，以适应已经发生变化的气候。第二，人类社会可以行动起来减少温室气体排放，努力减缓（或者限制）未来气候变化的程度，其中农业在这种努力中也会起到一定作用。气候变化可能对农业造成负面影响，而人类却没有找到适应的办法。
为了应对不断变化的气候条件，政策制定者们需要对他们的国家或地区在未来所要面对的诸多危机具有清醒的认识。这些危机的程度普遍无法确定。按照惯例，我们都将历史气候行为作为预测的起点。亦即，我们典型的做法就是：假定任何在过去发生的气候周期或者现象都将可能再次发生（比如，百年一遇的洪水）。这在早期是一种合理的方法，但是，因为气候的变化，重复过去的现象在未来可能不会出现。
气候变化改变了干旱、热浪和洪水的变化规律。这不仅会影响未来农作物和家畜的平均产量；这也将使每年的产量变化更加不确定。如此一来，这将使以下假设不合时宜：即在过去一百年中观察到所曾经出现的某种特定程度的洪水或者干旱将在未来以同样频率出现。
农业可以通过改变生产管理和生产地点来适应气候变化。实际上，在农业中适应并不是一个新概念。任何地区的生产者都会面临气候、害虫、水资源利用、需求、土地适宜性、环境规划和市场竞争等当地现状。因此，他们要选择农作物与家畜的适当搭配和管理技术以适应这些状况。比如，正如我们所注意到的那样，种植水稻和棉花的地区通常比种植小麦的地区要炎热。随着气温的升高，将受负面影响的农作物向着两极方向重新选择种植地，就是一种有效的适应方式。
同时，选择那些对炎热和干旱更具有抵抗力的动物、农作物和草料种类或者品种都将有所帮助——加上灌溉措施和为动物提供遮阳设施。这些可能性将有助于提高农业的适应性，但不可能缓解一些脆弱地区的诸多困境。在这些地区当中，缺少诸如可用资本、生产者的教育和知识、可用信息等资源，以及某些行动的不可行性，都可能都将完全适应排除在外，从而留下一些气候变化所造成的残余损失。
总体而言，适应在本质上是个人的和自发的，或是公共的。生产者经常自发地采取适应措施。比如，较热的条件在历史上已经导致农作物的改变。在美国，玉米和大豆的地理种植中心在1990年就显示出向西南移动了大约120英里——相较20世纪最初几年的种植地点。最新数据显示，自1990年以来进一步向西北方向移动了超过75英里。
政策战略
在另一方面，公共适应应采取以下措施：即那些超出个人能力，或者对个人而言过于昂贵而无法投资，或者曾经开发出来但并非个人能够取得专利且被其他使用者支付费用的措施。公共适应性的范围广泛，包括从开发耐热农作物和家畜品种，到向需要知识以便采取适应措施的人口推广气候预测信息。
举个例子，美国国家航空航天局、国家海洋和大气管理局和美国地质勘探局，已经利用土壤湿度和农作物健康状况的卫星信息发明了饥荒早期预警系统。该系统有助于农场主们适应预计中的不利气候变化，并降低极端状况所造成的损失。
公共支持的适应措施，也包括发展诸如降低农场主风险的金融制度，或者执行更有利于向因气候变化而导致减产的地区提供粮食的、更加自由的贸易政策。但是，在这方面存在一系列公共投资不足的危机。世界银行估计，目前每年需要90亿到400亿美元的气候变化适应资金。联合国粮农组织表示2011年已经向所有国家发放了大约2.44亿美元。
气候变化影响，预计在缺少适应能力的诸多国家——主要是贫穷国家——中所造成的农业损失最大。其时，这类国家将面临长期干旱或者多年农作物歉收，它们紧张的食品供应可能导致农村生产的崩溃、大规模的人口外迁、社会动荡和饥荒。影响的严重程度与以下诸多因素有关：可用于投资技术知识的人力和物质资源、人力资本、水资源和食品的储备、处理与分配。
生死攸关
越来越多的证据表明，当代和未来数代人的福利不仅高度依赖大气中温室气体的浓度，也依赖于阻止和逆转温室气体累积所采取的诸多行动。在2012年，大气中二氧化碳的水平据测已经超过工业化之前的40%还多。农业本身是50%到70%的甲烷和一氧化二氮排放之源，大气中这些温室气体的浓度也已经显著增长。
农业通过增加碳储存（碳汇）、增加植树、减少耕耘、将农田转变为草地、或者设法增加土壤中的有机质等措施，在降低大气温室气体方面能够起到一定作用。农业也可以通过减少化石燃料的使用、改变氮肥使用方式、更好地管理反刍动物和肥料、降低水稻的甲烷排放等措施，从而有助于避免温室气体排放。最后，农业可以提供用于化石燃料的替代品。比如，生物质（biomass）燃料可以替代液体能源和电力产品，以及新的建筑材料可以替代钢铁和水泥。
在考虑适应和缓减的过程中，我们必须认识到以下事实，即某些环境适应性替代品在土地使用方面可能与粮食供应形成竞争。最近玉米乙醇在美国的勃兴就是一个重要的例子：在2002年至2012年之间，乙醇消费占美国玉米作物的比例从大约6%扩大到接近40%——再加上其他诸多因素——导致土地使用量增加、生产转向、粮食价格升高，在某种程度上也增加了价格的不稳定性。
粮食价格的不断上升不是扩大减缓行动所导致的唯一问题。生物质生产和利用（比如，将玉米秸秆从田地中收走）的增加，导致了杀虫剂使用的增加、地下水的枯竭、土壤侵蚀和生物多样性的减少。而且，日用品价格的上升能够促使国内和国际农用土地的扩张，从而可能导致森林砍伐速度的增长和相关碳汇的减少。
联合国粮农组织的数据显示，世界农业生产在过去50年中翻了一番多，而且在发展中国家中则达到了三倍多。可用粮食的数量稳步增长，从而使满足全球不断增长人口的基本营养需求的人口比例在不断扩大。在之前易于发生饥荒的地区，特别是在非洲，农场主们管理技巧的提高、化肥和杀虫剂，以及灌溉都对农作物产量的提高起到部分作用。
尽管如此，美国农业部估算，全球居民中仍然有8.5亿人目前无法获得可靠的粮食供应。乐施会（Oxfam）——国际性饥荒救济组织——最近预计，世界主要粮产品的价格在未来20年中将翻一番，其中半数增长源于气候变化。这将可能导致重大的粮食安全问题，特别是在非洲、印度、和东南亚诸多地区。
人口增长也促使这个问题发生。到2050年，世界预计将增加33亿人口需要养活。挑战在于：既要养活这些人口，同时，又要适应或者减缓气候变化。人口增长和气候变化的双重压力将进一步加重土地使用、水资源利用和粮食安全的压力。
气候变化对农业的影响，有可能影响到我们每一个人。然而，影响的程度将随着以下选择内容的不同而有所不同：我们所在的社会如何或者是否采取适应措施，以及我们如何或者是否采取全国性和国际性行动，通过减少大气中的温室气体浓度以限制未来影响的程度。适应和缓减都需要行动和投资，这将使我们彼此竞争，并向传统的生产和消费方式进行抗争。粮食安全在某些地区确实非常危险。
本文作者：布鲁斯·A. 麦克卡尔（Bruce A. McCarl）是美国德州农工大学（Texas A&M University）农业经济学教授，为政府间气候变化专门委员会（IPCC）做过许多工作。马里奥·A. 费尔南德斯（Mario A. Fernandez）、詹森·P. H.琼斯（Jason P. H. Jones）和玛塔·沃达兹（Marta Wlodarz）都是德州农工大学的研究生。
本文译自《当代历史》（Current Histoy）2013年1月号，原题为Climate Change and food security，译者：刘仁胜，中央编译局马研部西马处，责任编辑：郑颖
来源: 《国外书刊信息》2013年第9期
