厄爾尼諾/拉尼娜對(duì)全球糧食生產(chǎn)影響幾何?

國家氣象中心 錢永蘭

文/胡月

厄爾尼諾和拉尼娜現(xiàn)象發(fā)生時(shí)往往伴隨全球不同區(qū)域天氣氣候異常,導(dǎo)致極端天氣事件和氣象災(zāi)害多發(fā),對(duì)糧食生產(chǎn)影響極大,從而引起國際社會(huì)的普遍關(guān)注。

“厄爾尼諾”和“拉尼娜”均為西班牙語,分別為“圣嬰”和“圣女”之意。

厄爾尼諾最早出自19世紀(jì)末秘魯沿海漁民之口,用來比喻常在圣誕節(jié)前后出現(xiàn)的海水異常變暖現(xiàn)象,用“圣嬰”命名表達(dá)了人們對(duì)未知自然現(xiàn)象敬畏的體現(xiàn)。

后來人們發(fā)現(xiàn)這種海水增溫現(xiàn)象不只出現(xiàn)在秘魯海域,還擴(kuò)展到國際日期變更線附近的整個(gè)中東太平洋,因此把這種中東太平洋海洋表層水溫大范圍持續(xù)異常偏暖的現(xiàn)象稱為厄爾尼諾現(xiàn)象。

之后人們又發(fā)現(xiàn),中東太平洋地區(qū)也存在海洋表層水溫大范圍持續(xù)異常偏冷的現(xiàn)象,便將之稱為拉尼娜現(xiàn)象。

厄爾尼諾和拉尼娜的成因尚無定論,目前研究認(rèn)為它們是低緯度的海-氣相互作用現(xiàn)象,在海洋方面表現(xiàn)為厄爾尼諾與拉尼娜的轉(zhuǎn)變,在大氣方面表現(xiàn)為南方濤動(dòng)(也稱為厄爾尼諾與南方濤動(dòng),簡(jiǎn)稱ENSO)。人們常用 ENSO 事件來描述厄爾尼諾和拉尼娜事件造成的海洋–大氣反饋過程,當(dāng)厄爾尼諾出現(xiàn)時(shí)稱為ENSO暖事件,當(dāng)拉尼娜出現(xiàn)時(shí)稱為ENSO冷事件。

對(duì)厄爾尼諾、拉尼娜事件發(fā)生周期的認(rèn)識(shí)尚不統(tǒng)一,目前較普遍認(rèn)為厄爾尼諾現(xiàn)象一般2~7年出現(xiàn)一次,但出現(xiàn)的周期和強(qiáng)度變幅較大;拉尼娜有時(shí)在厄爾尼諾之后出現(xiàn),但其發(fā)動(dòng)周期、影響程度以及持續(xù)時(shí)間則不甚明顯。

大量研究發(fā)現(xiàn),ENSO事件和作物產(chǎn)量波動(dòng)具有較高的相關(guān)性,有學(xué)者分別在美國、阿根廷、印度、澳大利亞等不同地區(qū)開展了ENSO事件導(dǎo)致作物減產(chǎn)的定量評(píng)估,但在全球尺度上開展的研究相對(duì)較少。

也有研究發(fā)現(xiàn),ENSO事件對(duì)糧食產(chǎn)量的影響不完全是負(fù)向的(即導(dǎo)致減產(chǎn)),在有些地區(qū)是正向的(導(dǎo)致增產(chǎn));厄爾尼諾和拉尼娜事件對(duì)同一地區(qū)同一作物的影響效應(yīng)也不相同。近年來,厄爾尼諾等氣候現(xiàn)象也越來越多地對(duì)全球市場(chǎng)產(chǎn)生影響,引起的市場(chǎng)震蕩給市場(chǎng)參與主體帶來很多困擾甚至損失。

那么,厄爾尼諾和拉尼娜事件在全球范圍內(nèi)到底是怎么影響作物的呢?一定會(huì)造成全球糧食減產(chǎn)嗎?厄爾尼諾和拉尼娜的影響效應(yīng)是否相同?對(duì)全球不同區(qū)域影響是否相同?對(duì)不同作物影響是否相同?影響程度是否相同?

要回答這些問題,就必須在全球尺度上開展厄爾尼諾和拉尼娜事件對(duì)糧食生產(chǎn)的影響評(píng)估,并指明在兩種不同ENSO事件中的糧食生產(chǎn)高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū),便于全球不同地區(qū)糧食生產(chǎn)趨利避害和維護(hù)全球或區(qū)域糧食安全。

由于糧食生產(chǎn)和貿(mào)易基于國家單元,為便于對(duì)全球不同國家和地區(qū)的糧食安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行宏觀了解,國家氣象中心全球農(nóng)業(yè)氣象研究團(tuán)隊(duì)在全球尺度上以不同國家為單元進(jìn)行分析,基于海洋尼諾指數(shù)和作物產(chǎn)量等數(shù)據(jù)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,分別研究了厄爾尼諾和拉尼娜對(duì)全球不同地區(qū)小麥、玉米、大豆、水稻等作物的影響效應(yīng),并采用減產(chǎn)率、減產(chǎn)變異系數(shù)、減產(chǎn)概率等多種指標(biāo)構(gòu)建糧食減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),對(duì)全球重要糧食產(chǎn)區(qū)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃,幫助人們從宏觀上客觀認(rèn)識(shí)厄爾尼諾和拉尼娜對(duì)全球糧食生產(chǎn)的影響。

研究結(jié)果顯示,小麥?zhǔn)荅NSO事件中最為脆弱敏感的一種作物,其次依次是大豆和玉米,水稻是受ENSO事件影響最小的作物。小麥、大豆和水稻在厄爾尼諾事件中的風(fēng)險(xiǎn)高于拉尼娜,而玉米相反,在拉尼娜年的減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)更高。

從減產(chǎn)概率來看,在全球重要產(chǎn)糧國家中,印度的水稻和小麥、澳大利亞的小麥、巴西的玉米和大豆在厄爾尼諾年減產(chǎn)概率高,而遇拉尼娜年較大概率為增產(chǎn);但拉尼娜卻往往導(dǎo)致加拿大和中國的小麥、美國和阿根廷的玉米和大豆減產(chǎn)。美國冬小麥和印尼水稻在ENSO冷暖事件中一般均為增產(chǎn)趨勢(shì),而我國玉米和水稻則表現(xiàn)出對(duì)ENSO事件的脆弱敏感性,一般為減產(chǎn)趨勢(shì)居多。

從減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)來看,在全球重要產(chǎn)糧國家中,美國、阿根廷的玉米和大豆在拉尼娜年的減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)高于厄爾尼諾年,而巴西、印度的玉米和大豆在厄爾尼諾年的減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)高于拉尼娜年;加拿大、澳大利亞、東歐小麥在厄爾尼諾和拉尼娜年的減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)均較高,而印度小麥在厄爾尼諾年的減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)高。我國在厄爾尼諾年的糧食減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)普遍較高,除小麥外,玉米、大豆、水稻均處于中等風(fēng)險(xiǎn)水平,而在拉尼娜年糧食生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)處于較低水平。從全區(qū)不同大洲來看,非洲仍然是ENSO事件中的脆弱敏感區(qū),在ENSO冷暖事件中均表現(xiàn)出較高風(fēng)險(xiǎn),在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理、農(nóng)業(yè)科技支撐、災(zāi)害防御等方面有待建設(shè)加強(qiáng)。

由此可見,厄爾尼諾和拉尼娜事件對(duì)全球不同地區(qū)不同作物的影響效應(yīng)是不同的,我們應(yīng)該客觀分析厄爾尼諾或拉尼娜事件對(duì)不同地區(qū)和不同作物的影響,而不能“一刀切”地認(rèn)為厄爾尼諾或拉尼娜事件一定會(huì)給世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來災(zāi)難,而事實(shí)是,遇到厄爾尼諾或拉尼娜年份,某些地區(qū)的某些作物產(chǎn)量不減反增。

但也應(yīng)該認(rèn)識(shí)另一個(gè)事實(shí),厄爾尼諾或拉尼娜年,如上所述的某些地區(qū)糧食生產(chǎn)確實(shí)存在較高減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn),要根據(jù)ENSO年份這些地區(qū)的氣候異常特征,采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施,通過調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策和管理措施趨利避害,通過增強(qiáng)農(nóng)田水利設(shè)施等提高防災(zāi)減災(zāi)能力,來降低糧食在ENSO事件中的減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。