关键词： 李嘉图模型   气候变化   纯收入   耕地价值   适应性   孟加拉国  

摘要： 农业是孟加拉国经济的主要支柱,农业产值占国民生产总值的17%左右,并为该国约45%的劳动力创造就业机会,孟加拉国70%左右的人直接依靠农业为生。这一部门在确保国家粮食安全、总体经济增长、消除贫困和实现工业化的经济结构改革方面发挥着重要作用。人民的生活和整个经济的发展取决于农业生产和农业收入。孟加拉国近75%的人口住在农村,其中大多数依靠农业部门。孟加拉国普遍存在气候风险和自然灾害,使其成为世界上一个非常脆弱的国家。由于气候变化,洪水、冰雹、干旱、降水变化和其他事件的严重程度和频率的增加,降低了发展中国家农民的生计能力。孟加拉国的农业部门主要面临大规模的洪水和飓风,这些灾害摧毁了整个经济和农作物。农业的迅速增长有助于减轻贫困,并为农民提供生计。尽管农业部门对孟加拉国的整体经济作出了巨大贡献,但该国的农业仍处于欠发达状态。本文通过综合考虑气候变化对整个农作物种植的影响,而不是关注某一特定作物的产量,从而更好地揭示了农业部门对气候变化的脆弱性。本研究既考虑了农民的每公顷纯收入,又考虑了农业部门的耕地价值,同时也考虑了气候变化影响下的收入和损失。该研究以孟加拉的蒂斯塔·米德平原、旧雅鲁藏布江平原、恒河冲积平原、新梅纳河河口冲击平原、旧梅纳河河口冲击平原、东苏尔-库什亚拉冲积平原和东北丘陵等七大农业生态区为基础收集初级和二级数据。主要数据采用问卷调查法收集。第二次数据(46年的月平均气温和降雨量数据)是从孟加拉国气象局收集的。为了评估气候变化对农民纯收入和耕地价值的影响,采用李嘉图回归模型。这项研究还确定了农民对气候变化的看法以及他们过去的适应行为和未来的适应计划。研究结果显示,气温的变化比降雨量对农民的纯收入的影响更大。在灌溉设施充足的地区,气温上升对农作物纯收入有正向影响。农业作物生产对高温有很强的抵抗力。季风季节不受较高温度的影响。高温确实会影响旱地农场的非季风季节。三个AOGCM方案预测显示,该国的净收入预计将从9美元增至每公顷90美元。另一方面,气候变化对耕地价值影响的结果表明,耕地价值在温度和降雨上都是敏感的。气温升高降低了土地价值,而降雨的增加增加了耕地价值。研究结果还表明,低地比高地更容易受到气候变化的影响。选定的全球气候模型预测,全球变暖将对孟加拉国的土地价值产生重大的负面影响。农民对气候变化和适应行为的评价表明,农民积极运用多种适应措施,包括更多的利用灌溉、作物多样化、综合农作制度、农地非农化等。上述研究结果表明,政府和政策制定者应考虑当前和预期的气候变化影响,制定和设计可持续的适应政策,以维持作物产量和耕地价值。加强农业推广体系和企业多元化经营,发展多种农业技术和新品种,开展非农就业活动,制定农作物保险政策,是缓解气候变化背景下气候风险的主要措施。气象部门应当事先提供有关极端气候事件的信息,以保护农村农户免受自然灾害的不利影响。

关键词： 水足迹   通径分析   全局敏感性   DSSAT模型   RCPs情景   冬小麦   夏玉米  

摘要： 气候变化给我国粮食生产以及农业水资源安全体系带来巨大的挑战。农业水足迹体现了农业消耗水资源的数量、水源类型,以及包含了消除农业面源污染所需水量,因此可以作为科学评价农业生产过程中水资源使用状况的一项综合指标。农业水足迹对气候变化的响应机理与评估研究对于深入理解气候变化对农业水文循环过程以及指导区域农业水资源管理具有重要价值。本研究核算了1956年以来海河流域冬小麦和夏玉米的绿水、蓝水和灰水足迹,分析了其时空变化特征,量化了农业生产投入因素以及气象因素对冬小麦水足迹时空差异的直接影响和间接影响,基于Sobol全局敏感性分析法研究了水足迹对主要因子的敏感性。在明确主要影响因子的基础上,研究引入DSSAT作物生长模型对冬小麦和夏玉米的生长过程进行模拟,以进一步揭示农业水足迹对气候变化的响应机理。本研究以HadGEM2-ES模式为驱动,预估了海河流域三种典型浓度路径（RCPs）情景下的未来气候变化,并耦合到DSSAT模型,模拟评估了冬小麦和夏玉米生长、产量和水足迹对气候变化的响应。本研究取得的主要成果如下:（1）基于日尺度土壤水量平衡法量化了海河流域1956年以来冬小麦和夏玉米的绿水、蓝水及灰水足迹,分析了其时空变化特征。海河流域冬小麦和夏玉米的总水足迹分别为201亿m3/a（52%绿水,29%蓝水,19%灰水）和151亿m3/a（73%绿水,3%蓝水,24%灰水）。冬小麦和夏玉米多年平均水足迹（单位质量）为1580m3/t和1275m3/t。冬小麦和夏玉米的水足迹均呈显著下降趋势,主要跟单产的逐年提高有关。冬小麦及夏玉米的水足迹均呈现显著的空间差异。（2）采用通径分析法评估了农业生产投入因素及气象因素对冬小麦水足迹的直接影响和间接影响。农业生产投入因素,如农业机械总动力、化肥施用折纯量对冬小麦水足迹直接影响最大,两者对冬小麦水足迹时间变化的直接影响（通径系数）分别为-0.482和-0.129,对空间差异的直接影响为-0.465和-0.84。气象因素主要通过农业生产投入因素对冬小麦水足迹产生影响。气象因子中风速对冬小麦水足迹直接影响较大,其对冬小麦时间和空间差异的直接影响分别为0.347和0.407。风速和平均气温对冬小麦水足迹的直接影响为正影响,相对湿度和降水为负影响。（3）采用Sobol法研究了冬小麦水足迹对主要影响因子的全局敏感性。ET0对气象因子的敏感性呈显著地季节性变化,其中春、秋、冬季对温差最为敏感,三个季节一阶敏感系数分别为0.56,0.61和0.45,夏季对海拔高度最为敏感,一阶敏感系数为0.29。冬小麦水足迹对温差最为敏感,其一阶和总阶敏感系数分别为0.49和0.60。（4）建立了DSSAT模型土壤、气象及农业管理数据库,基于历史数据对模型进行了率定和验证,归一化均方根误差等指标显示模拟效果良好。同时指出了符合历史长期观测数据的冬小麦和夏玉米的品种参数。（5）生成了未来气候变化情景数据,其中包含了5套全球气候模式以及3种典型浓度路径（RCP2.6,RCP4.5和RCP8.5）,并耦合到DSSAT模型。评估了不同气候模式模拟结果的差异,以HadGEM-2M模式为例,评估了3种情景下农业水足迹对未来气候变化的响应。3种情景下,海河流域最高温、最低温以及太阳辐射均呈显著上升趋势,而降水,相对湿度,风速变化不一。RCP2.6,RCP4.5和RCP8.5情景下,到2050年,冬小麦生育期平均缩短3d/10a,4d/10a和3d/10a,产量分别升高26%,16%和13%,水足迹分别下降10%,11%和13%。对于夏玉米,生育期平均缩短3d/10a,1d/10a和6d/10a,产量分别下降22%,31%和58%,水足迹分别上升41%,60%和151%。高排放情景会对夏玉米的生长及水分利用效率产生严重不利影响。研究成果加深了对于气候变化影响农业生产以及作物耗水过程的认识,同时对于流域管理者制定相关政策,应对全球气候变化,缓解农业水资源短缺的矛盾具有一定参考价值。在未来的研究中,还需提高水足迹研究的空间分辨率,并与大田试验观测相结合,以提高水足迹核算和模型模拟的精度。

关键词： 农业   气候变化   气象灾害   病虫害  

摘要： 气候变化有可能带来相应的气象灾害与病虫害变化,从而影响一段时间内农业的顺利进展。因此,积极认识气候变化对农业气象灾害及病虫害的影响则十分重要。在下文中,笔者具体介绍气候变化有可能带来的农业气象灾害与病虫害影响,以期帮助广大农业工作者提升自身对于气候变化的认识。

关键词： Climate change   Agriculture   Sustainability  

摘要： In this dissertation, I explore the overlap between climate change and food production, focusing on the concept of food sovereignty and the potential for ecological farming to help mitigate greenhouse gas emissions. I unveil how the concepts of food sovereignty and agroecology are (and are not) being taken up by Canadian farmers, farmers' organizations and others who have a stake in climate change debates. Based on two years of scholar-activist-oriented research, including interviews with farmers and ethnographic engagements on farms and at events focused on agricultural politics and practices, I describe the opportunities and constraints for agroecological approaches to contribute to mitigating climate change, as well as the significant political, geographical and socio-cultural challenges that are generally inhibiting the actualization of food sovereignty in Canada. Focusing on the work of La Vía Campesina's two member organizations in this country, the National Farmers Union (NFU) and Union Paysanne, I am concerned with the basic problem of how tensions between systemic and pragmatic changes are articulated through agroecology initiatives and food sovereignty advocacy. My essential claim is that a broad counterhegemonic movement will be required in order for there to be a significant shift in climate and food politics in Canada. Food sovereignty and agroecology have the potential to be incorporated into a system change agenda, I argue, but any serious effort to move them forward, and tackle climate change, will require confronting capitalism itself. I do not suggest that this will necessarily require overt anticapitalist campaigns, but rather that farmers and other food sovereignty proponents will do well to grapple with the structural constraints within capitalism, while finding ways to talk about and pursue radical change through ostensibly more prosaic initiatives. As part of the counterhegemonic shift I am pointing to, I also argue that farmers' organizations

关键词： 水资源优化分配   气候变化   农业种植结构   SWAT模型   疏勒河流域  

摘要： 疏勒河流域是我国西北干旱区典型的内陆河流域,水资源是限制当地社会经济可持续发展的重要因素。近年来,气候变化与人类活动的双重驱动,以及常年的过度用水,导致该流域出现了水资源短缺、地下水位下降、植被退化、土地荒漠化等一系列环境问题。而疏勒河流域各类型用水量中,农业灌溉用水所占比例高达80%以上,因此,未来在保证流域社会经济水平继续提高和生态环境不断改善的前提下,水资源优化分配,尤其是农业用水及种植结构的优化对该流域可持续发展至关重要。本文利用SWAT模型,选取IPCC提出的RCP2.6,RCP4.5和RCP8.5三种未来气候变化情景,开展了2020—2050年疏勒河流域水资源总量模拟研究;并用灰色模型预测了未来工业用水、居民生活用水、城镇公共用水及林牧渔畜用水量;通过引入水资源开发利用率指标,提升了流域生态用水量比例,最终得到未来农业灌溉可用水量。同时,通过资料收集和问卷调查方式,得到该流域主要农作物类型的成本、收入、产量和灌溉用水量基础数据,构建了疏勒河流域农业多目标优化模型,利用多目标遗传算法开展了疏勒河流域未来三种气候变化情景下的农业种植结构及其相应的水资源优化,并评价了节水技术对疏勒河流域农业发展的影响,实现了疏勒河流域未来水资源的优化分配。取得主要结论如下:（1）疏勒河流域用水量在2005—2010年逐年上升,2011—2017年逐年下降,其中农业灌溉用水量常年占用水总量的80%以上。2011—2017年间,随着灌溉用水量的减少,棉花、小麦等农作物种植面积逐年下降,而玉米、蔬菜、药材等作物的种植面积逐年上升。（2）SWAT模型对疏勒河流域水文现状模拟较好,对月尺度数据的模拟验证结果显示,各个水文站点效率系数均在0.55以上。对2020—2050年间三个气候变化情景下的水资源量进行模拟,结果显示,随着RCP情景中设定的温室气体浓度升高,水资源总量呈增加趋势,其中RCP8.5的年均水资源量为29.2亿m3,RCP4.5为28.3亿m3,RCP2.6为27.5亿m3,较2005-2017年年均水资源总量25.7亿m3均有升高。（3）使用灰色模型对2020—2050年间的工业用水、林牧渔畜用水、居民生活用水、城镇公共用水进行了预测。结果显示,工业用水和林牧渔畜用水在逐年减少,而城镇公共和居民生活用水在逐年增加。（4）为保证流域生态用水量,设置该流域水资源开发利用率在2020—2050年间逐年下降,至2050年下降到24%的水资源利用规划目标,预测得到2020—2050年间的生态用水量,进而得到农业灌溉可用水量。结果显示,随着水资源开发利用率的逐年下降,农业灌溉可用水量由2020年的8.72亿m3（RCP2.6）、9.13亿m3（RCP4.5）和9.54亿m3（RCP8.5）下降到2050年的5.60亿m3（RCP2.6）、4.64亿m3（RCP4.5）和4.18亿m3（RCP8.5）。（5）以疏勒河流域农业收益、农业产值、灌溉用水效益最大化为目标,构建农业多目标优化模型,对农业种植结构及灌溉用水量进行优化。结果显示,疏勒河流域农作物种植结构需调整为以制种类、香料类作物和小麦、玉米等为主。且随着RCP情景中设定的温室气体浓度升高,香料类和制种类的面积都呈现增加趋势。与农作物种植结构调整相对应的,小麦、玉米、制种类和香料类在三个情景下用水量占农业灌溉总用水量的比例均较大。结合优化后的农业效益、农业产值和水效益情况看,RCP8.5情景下的农业效益是最高的,其次是RCP4.5,最后是RCP2.6情景。这说明,在不考虑气候变暖对社会、经济、环境造成的其他负面影响前提下,气候变暖对该流域水资源供给和提升农业综合效益可能是有利的。（6）设立不同节水率情景,对节水技术应用下的农业收益、农业产值和用水效益进行优化分析。结果显示,在农业水资源一定的情况下,节水率越高,农业总收益、农业总产值和用水效益整体越高。综上,本研究通过水文模型模拟方法得到了未来气候变化背景下的疏勒河流域水资源量变化情况;在保证生态用水安全的前提下,预估了未来的农业灌溉可用水量;在此基础上,通过构建农业多目标优化模型,对未来农业种植结构和用水分配进行了优化。研究结果说明在未来气候变化背景下,为保护生态环境,通过优化调整可以实现农业水资源减少而农业效益提高的双赢发展目标。研究结果将为干旱区农业发展、生态环境保护及水资源开发利用提供科学借鉴。

关键词： Climate Change   Crop Abandonment   Irrigation   High Plains Aquifer   Conservation   Carbon Sequestration  

摘要： Agriculture and climate change are closely connected as climate change impacts agriculture through crop yield loss, reduction in area harvested and increase in irrigation water use. Agriculture plays both roles in the emission and sequestration of greenhouse gases. This dissertation is divided into two main parts. The first part has two essays that examine the impacts of climate change on winter wheat production and irrigation water use. The second part examines the cost–effectiveness of using lands under the Conservation Reserve Program (CRP) to sequester carbon through tree planting program. This dissertation contributes to the literature by showing how crop yield variability is not the same as production variability. The total impact of climate change is underestimated if climate change impact on yield alone is used. Another contribution to the literature is the modeling of crop abandonment in relation to climate change using correlated random effects fractional probit model. My work also illustrates how irrigation water use will change and how this change will impact the level of water in the aquifer by mid–century. In my first essay, I examine the impact of climate change on winter wheat production in Kansas. I decompose the total impact of weather variables on wheat production in Kansas through crop abandonment and yield. Using yield impacts alone to measure the climate change impact on production underestimates the total impact of climate change on production. I use the correlated random effects fractional probit model to estimate crop abandonment and account for unobserved heterogeneity between time–invariant variables and yield. The result projects a 16.3% decrease in winter wheat production by mid–century under the Representative Concentration Pathway (RCP) 4.5. I find that 86.72% of the projected decrease in production is due to the reduction in yield while crop abandonment is projected to decrease production by 13.17%. Yield is projected to decrease by 1

关键词： Climate change   Environmental health   Agriculture  

摘要： Anthropogenic climate change is expected to influence pest dynamics and pesticide application timing and rate, but little research has attempted to quantify the relationship or associated health impacts. Changing pesticide applications will impact risk of human exposure, particularly in agricultural communities. A multi-disciplined analysis method is presented here that assesses the association between climate change and agricultural pesticide use, utilizing a combination of climate science, ecological assessment, and public health methods to examine how pesticide use has and is expected to increase with climate change, and what that entails for human health. Presented here is a spatial and temporal assessment of the impacts of climate change on insecticide use and human health in the California Central Valley. Historical climate data was utilized to estimate degree-days and pest generations for economic pests of concern on the almond crop. Statistically downscaled climate model projections were then used to calculate pest dynamics through 2099. Results indicated an increase of one to two full generations for both pests considered in the analysis by the end of the century. Pesticide use reports were next assessed for trends in insecticide use as well as correlation with degree-days and climate. The modelled relationship was applied to climate projections to project insecticide use through 2099. Insecticide use was found to have a strong seasonal trend, with most applications occurring in the southern region; use was projected to increase throughout the entire valley by the end of the century. A geospatial assessment of insecticide use intensity and demographics was then used to characterize populations that are more likely to be exposed to insecticides in the Central Valley. This assessment maps areas with the greatest risk of exposure potential, based on use intensity and proximity to orchards, and identifies areas that are disproportionately impacted based on soci

关键词： 气候变化   特征分析   农业   太原市  

摘要： 近1000年以来以气候变暖为特征的全球气候变化己成为公认的事实,且气候变化的剧烈程度在加深,影响范围在逐渐扩大。这种变化趋势给我国经济社会可持续发展带来了严峻考验,尤其是农作物由于其生长属性的特殊性,气温、降水、日照等气候因素的影响尤为关键。因此,分析气候变化的特征趋势及其对农业的影响,不仅对客观评价过去气候变化对粮食生产和农业发展的影响具有重要的现实意义,亦有助于农业部门制定行之有效地减缓并适应气候变化的对策。在乡村振兴的时代背景下,太原市于2018年初获批建设国家可持续发展议程创新示范区,促进农业生产适应气候变化,实现农业的可持续发展是这一历史进程中不可或缺的一环。本文以太原市为例,利用1985年-2017年逐月平均气温、降水量和日照时数,选择滑动平均、M-K突变检验分析、小波变换分析等多种气象学统计方法,分析了这33年间气候的变化趋势和特征,并通过构建多元回归方程,分析各个气象要素及其变化率对农业生产的影响,其中,分别用农业生产总值和农业生产效率来表征农业的产出,对农业的发展水平和状态进行量化界定。研究结果表明:(1)年均气温和春、夏、秋季均温呈较明显的上升趋势;年降水量无明显变化趋势,其中秋季降水有一定增加,在周期分析中,冬季降水量在8a以上有一个明显周期,是一个湿-干-湿-干-湿的变化;年日照时数总体上无明显变化趋势,但春季有明显增加趋势,四季日照时数的周期变化趋势均与年日照时数的周期一致,且都在13a以上尺度内存在明显的3个时期的循环交替变化。(2)在以农业生产总值为解释变量的回归过程中,气温的系数值较小,说明影响程度不大,但系数值为正值,说明温度的升高会促进农业产值的增加;在以农业生产效率为解释变量的回归过程中,气温、日照的系数为正值且相差不大,说明二者对农业效率的作用大小接近,二者变化率的系数值均为负值,说明变化越剧烈,越不利于农业生产效率的提高。(3)针对定量分析所得结果,分别从政策导向、生产导向、技术导向、防范导向和宣传导向5个方面提出相关对策建议,用以指导农业生产发展更好地适应气候变化。

关键词： 气候变化   农业气象灾害   病虫害  

摘要： 我国在经济发展过程中,面临着严重的环境污染问题,气候变化一直是我国居民关注的重点问题,这是因为气候变化会给国家农业生产造成破坏,尤其是在农业气象灾害和病虫害方面,带来很大危害。本篇文章以衡阳县作为研究对象,对衡阳县气候变化同农业气象灾害与病虫害之间的关系进行了阐述,希望可以提高我国农业气象灾害和病虫害的防治水平。

关键词： Green Lean   Lean tools   5S   Value stream mapping   Agriculture  

摘要： Increased global competition in the agricultural sector is rapidly changing the structure of farms and farming. As the number of small and diversified farms (often family-owned) decreases, the number of large and specialized farms (often corporate-owned) is increasing. In this transformation, the agricultural sector is more and more concerned with strategy, innovation, and competition in the effort to be more productive and more profitable. At the same time, the sector faces demands that it become more environmentally responsible in its policies and practices. This paper proposes a Lean Implementation Framework that small and mid-size farms can use as they aim to increase production and profit and yet support environmental sustainability. This case study takes an action-oriented research approach that focuses on the implementation of a Green Lean approach at 34 Swedish farms using various Lean tools. The paper describes how training sessions, farm visits, workshops, and counseling were used to introduce the farmers to the benefits and risks of the implementation of a new business model that added Green elements to the traditional business model design. The paper concludes with recommendations for adaptations to the Framework and suggestions for future research. (C) 2018 Published by Elsevier Ltd.