陳思寧，郭 軍，趙艷霞，李興陽，陳躍浩，郭玉娣

（1.天津市氣候中心，天津 300074；2.中國氣象科學(xué)研究院，北京 100081；3.天津市靜海區(qū)氣象局，天津 301600）

農(nóng)業(yè)是受氣候變化影響最敏感的領(lǐng)域之一，在氣候變化背景下氣象要素的時空分布格局發(fā)生了不同程度的變化［1］，相應(yīng)的農(nóng)業(yè)氣候資源的時空分布格局也會發(fā)生明顯變化，極端天氣氣候事件出現(xiàn)頻率增多，這將極大地影響與制約作物種植結(jié)構(gòu)和糧食生產(chǎn)，對糧食安全構(gòu)成了威脅。研究表明，未來氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響以負面影響居多，氣候變化將使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性增加、產(chǎn)量波動增大、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本和投資成本增加［2，3］。目前，氣候變化已經(jīng)使中國農(nóng)區(qū)的熱量資源普遍增加、農(nóng)業(yè)氣候帶北移，熟制北界北移，作物的種植范圍擴大。氣候變暖已經(jīng)使得長期形成的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)格局、種植模式及傳統(tǒng)的農(nóng)作物種植北界受到嚴重沖擊［4-6］。隨著全球氣候變化的進一步發(fā)展，農(nóng)業(yè)氣候資源必然會繼續(xù)隨之變化，從而導(dǎo)致現(xiàn)有農(nóng)業(yè)適應(yīng)策略改變。因此，研究農(nóng)業(yè)如何適應(yīng)氣候變化、定量評估農(nóng)業(yè)適應(yīng)調(diào)整效果將有助于提高農(nóng)業(yè)氣候資源利用率，充分利用氣候變化的積極影響、避免不利影響以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展［7］。

1 氣候變化背景下農(nóng)業(yè)適應(yīng)性調(diào)整及定量化評估研究現(xiàn)狀

就農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化而言，需要合理調(diào)整農(nóng)業(yè)布局，重點強化和保證糧食主產(chǎn)區(qū)的穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)，合理規(guī)劃農(nóng)業(yè)耕地，增強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的抗逆性和可恢復(fù)性，生產(chǎn)布局既要確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定，也要考慮未來生產(chǎn)格局的調(diào)整，科學(xué)、合理地適應(yīng)策略可以降低未來氣候變化對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的負面影響［8-11］，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適應(yīng)未來氣候變化。

1.1 農(nóng)業(yè)對氣候變化的響應(yīng)研究

農(nóng)業(yè)對氣候變化的“響應(yīng)”與“適應(yīng)”是無法絕對割裂開的兩個科學(xué)問題，長久以來，關(guān)于作物對氣候變化的響應(yīng)即氣候變化對作物影響方面的研究相對較多，主要側(cè)重于氣候變化對作物播種期、生育期、產(chǎn)量以及作物種植結(jié)構(gòu)變化的影響方面，且大多側(cè)重于對歷史事實的檢驗。氣候變化最直接的表現(xiàn)就是氣溫升高，負積溫絕對值的減少使作物越冬條件明顯改善，越冬作物種植界限北移，熱量資源的增加可以改善冬小麥的越冬條件，使冬小麥冬后發(fā)育期提前，有利于冬小麥分蘗，但溫度升高會使小麥、玉米的全生育期縮短［12］，使干物質(zhì)積累時間減少。研究表明，未來氣候條件變化可能會對華北主要作物生產(chǎn)帶來不利影響，其中冬小麥的生育期可能平均縮短8.4 d，產(chǎn)量平均下降10.1%；夏玉米生育期可能縮短4～7 d，產(chǎn)量下降13.2%～19.1%［13-15］，同時溫度升高加大了土壤蒸發(fā)，使小麥生長中、后期水分虧缺加重，小麥綠葉同化能力降低，最終使產(chǎn)量下降，許多學(xué)者都對此開展了相關(guān)研究［16-19］。

1.2 農(nóng)業(yè)對氣候變化的適應(yīng)策略及定量評估研究

1.2.1 農(nóng)業(yè)對氣候變化的適應(yīng)策略研究 在全球氣候變化背景下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已采用許多實用的策略以適應(yīng)氣候變化，如改進作物栽培和管理技術(shù)，包括作物播期及收獲期提前、種植生育期較短的作物、遺傳基因改良（培養(yǎng)耐高溫、抗干旱品種）、改變作物輪作方式、使用新技術(shù)、改變種植制度等［20］。Wang等［21］研究了華北平原過去40 年由于作物品種及管理措施的改變補償了因氣候變化導(dǎo)致的作物發(fā)育期縮短的負面影響，并使作物增產(chǎn)。Tao 等［15，22］提出應(yīng)研發(fā)耐高溫且具有高熱量需求的玉米品種以更好地適應(yīng)氣候變化實現(xiàn)玉米增產(chǎn)，但這種適應(yīng)效果也因地理、氣候條件及作物品種而異。肖薇薇等［12］利用HadCM3 模式模擬A2、B2 情景下21 世紀50 及80 年代的氣象數(shù)據(jù)，從生育期、產(chǎn)量及耗水量等方面評估了氣候變化對華北平原冬小麥及玉米的影響，認為作物品種的調(diào)整是華北平原未來農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化的重要途徑。Fang 等［23］通過比較5 個冬小麥生長季種植條件下16 個新審定的冬小麥品種在3 種不同灌溉處理下（不灌溉、適度灌溉和井水灌溉）減少非生物脅迫負面影響的冬小麥農(nóng)藝性狀的改變及產(chǎn)量的變化，說明選擇1 個較好的品種有利于減少氣候和水分虧缺的負面影響。保護性耕作技術(shù)可以促進降水高效利用，改善灌溉系統(tǒng)和技術(shù)，如Yan 等［24］分析了華北平原3 種灌溉策略下不同種植制度對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性影響，認為傳統(tǒng)的一年兩熟種植制度在最小灌溉策略下（為育苗僅在播種時灌溉1 次）可較好地維持該地區(qū)地下水平衡，且糧食產(chǎn)量和水分利用效率都高于其他種植模式，因此，該模式在華北地區(qū)應(yīng)優(yōu)先考慮。在種植制度方面，以中國華北平原為例，20 世紀60 年代以來該地區(qū)種植制度從兩年三熟、三年四熟或一年一熟為主逐漸形成了以小麥-玉米一年兩熟為主的高強度灌溉農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式［25］。氣象災(zāi)害防御也是作物應(yīng)對氣候變化的有效方式之一，包括氣象災(zāi)害本身及其衍生災(zāi)害（病蟲草害等）的防御，未來農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害會更加頻繁，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性加大，農(nóng)業(yè)在氣候變化下變得更加脆弱。如江南、華南高溫可能導(dǎo)致水稻灌漿不足而減產(chǎn)，而黃淮海地區(qū)暴雨引發(fā)的持續(xù)洪澇災(zāi)害和連陰雨天氣可導(dǎo)致棉花生長受阻［26］，因此，必須采取積極的災(zāi)害防御措施降低氣象災(zāi)害及其衍生災(zāi)害對作物生長發(fā)育及產(chǎn)量形成的不利影響。近年來，也有研究表明改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境有利于作物適應(yīng)氣候變化，具體措施包括治理水土流失，提高植被覆蓋率、減少土壤侵蝕和干旱繼續(xù)惡化趨勢。阿多等［27］的研究結(jié)果表明，華北平原干熱化的氣候突變降低了植被覆蓋度的增加趨勢。從植被覆蓋度出發(fā)，草原生態(tài)區(qū)對氣候突變的響應(yīng)最明顯；從變化速率角度出發(fā)，農(nóng)田生態(tài)區(qū)的響應(yīng)最明顯。就整體而言，人類活動的影響力還在持續(xù)增強，且呈現(xiàn)出在退化區(qū)的作用力高于改善區(qū)的趨勢。此外，施肥也有助于降低全球變暖對作物生長發(fā)育的不利影響，因為給予作物充足的能量既能保證土壤的肥力也能增加作物的生產(chǎn)力［28］?？梢?，上述策略均有利于作物適應(yīng)氣候變化、降低氣候變化風(fēng)險從而保證糧食安全［29-33］。

1.2.2 農(nóng)業(yè)對氣候變化適應(yīng)性調(diào)整效果的定量化評估研究 鑒于氣候變化對農(nóng)業(yè)造成的影響，世界各國已經(jīng)采取了多種農(nóng)業(yè)適應(yīng)策略。然而，適應(yīng)策略的效果如何、怎樣對其效果進行評估則顯得十分重要［34］。對氣候變化適應(yīng)效果的定量評估首先需要理解什么是適應(yīng)，適應(yīng)是指對氣候變化做出的所有可以用來減少脆弱性（Vulnerability）的反應(yīng)（脆弱性是指易受損害或潛在損害，它考慮了諸如一個系統(tǒng)應(yīng)對或吸收壓力或影響以及“反彈”或恢復(fù)的能力等因素）；適應(yīng)也可以指旨在利用氣候變化帶來可能的新機會的措施。然后需要評估通過使用不同的適應(yīng)方法和技術(shù)能在多大程度上防止或盡量減少氣候變化的不利影響，并使農(nóng)業(yè)迅速、有效地從不利影響中恢復(fù)，或通過利用氣候變化的積極影響避免氣候變化的不利影響［35］。

農(nóng)業(yè)適應(yīng)性評估方法主要分為兩類［34］：一是從作物生長發(fā)育的角度，常利用作物模擬模型，如比較常見的DSSAT（Decision support system for agrotechnology transfer）、WOFOST（Model developed by the Centre for World Food Studies in Wageningen，the Netherlands）、APSIM（Agricultural production systems sIMulator）、EPIC（Erosion productivity impact calculator）等作物模型的評估，主要評估適應(yīng)前后（品種、種植結(jié)構(gòu)的改變）作物產(chǎn)量及生育期等作物生長發(fā)育參數(shù)的變化；另一類是從經(jīng)濟效益的角度，主要偏重于分析農(nóng)業(yè)適應(yīng)性的成本投入及經(jīng)濟產(chǎn)出，如灌溉設(shè)施的投資、種植日期變化，多輪種植和品種改變對于減緩氣候變化影響的經(jīng)濟效益是否明顯等［36-38］。

1）基于作物生長發(fā)育角度定量評估農(nóng)業(yè)適應(yīng)調(diào)整效果?，F(xiàn)有的關(guān)于氣候變化背景下農(nóng)業(yè)適應(yīng)性調(diào)整效果的定量化評估研究多基于作物模型的方法開展。Li 等［39］基于APSIM 模型研究了1981—2005 年作物品種改變對華北平原冬小麥物候期及產(chǎn)量的影響。Rashid 等［40］研究表明冬小麥生長發(fā)育受益于CO2增加及氣候變暖，在所有的RCP（Representative concentration pathways）（RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 6.0、RCP 8.5）情景下，冬小麥產(chǎn)量及水分利用率都有提高。姬興杰等［41］采用農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)域（Agro-ecologi?cal Zone，AEZ）模型計算了河南省氣候生產(chǎn)潛力及其變化特征，并根據(jù)不同生活水平下的糧食需求指標，分析了河南省的氣候承載力和剩余空間。

基于作物模型的農(nóng)業(yè)適應(yīng)性評估的局限性在于只能評估適應(yīng)前后作物生長發(fā)育參數(shù)的差異，無法比較采用適應(yīng)前后經(jīng)濟效益的差異，所以在評估適應(yīng)策略是否有利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展時，還需要綜合使用基于經(jīng)濟效益模型的評估方法以給出較合理、完善的定量評估結(jié)果。Zhang 等［42］研究了氣候變化下灌溉面積擴張的適應(yīng)潛力，灌溉面積擴大對減少負面氣候影響具有統(tǒng)計顯著性，但相關(guān)的產(chǎn)量效益仍無法補償更大的不利氣候影響，需將擴大灌溉面積和其他適應(yīng)方案結(jié)合才能在未來更嚴重的干旱威脅下保證糧食生產(chǎn)。

2）基于經(jīng)濟效益角度定量評估農(nóng)業(yè)適應(yīng)調(diào)整效果。在分配資源以適應(yīng)氣候變化時，必須同時考量公平和效率兩原則。為衡量公平性，必須確定資源是否分配到了最需要的領(lǐng)域，而脆弱性評估提供了關(guān)于全球適應(yīng)性需求的信息。為評估效率，必須比較適應(yīng)性策略的投資成本和效益產(chǎn)出，雖然較難預(yù)先評估適應(yīng)策略的成本和效益，但可以利用就緒度評價（Readiness assessment）來衡量支出的有效使用，作為部署適應(yīng)氣候變化資源能力的衡量標準［43］。

在政策制定方面，隨著氣候變化進程的加快，各國制定了越來越多的有關(guān)氣候變化適應(yīng)戰(zhàn)略和計劃；氣候變化適應(yīng)規(guī)劃也不斷涌現(xiàn)，以應(yīng)對經(jīng)常出現(xiàn)的極端氣候事件（如洪水、風(fēng)暴潮、干旱等）并預(yù)測未來氣候變化風(fēng)險。這些戰(zhàn)略或計劃都是在對各類適應(yīng)措施的成本投入、經(jīng)濟收益進行綜合評估并相互權(quán)衡的情況下制定的［44］。包括效益成本分析法（Benefit-cost analysis，BCA）在內(nèi)的經(jīng)濟分析工具被廣泛應(yīng)用于政策、項目和計劃的評估。在英國，普遍使用BCA 方法進行政府評估，所有公共部門的政策、項目和計劃都必須采用英國財政部（HMTrea?sury）發(fā)布的綠皮書指南中規(guī)定的方法進行評估，而綠皮書推薦使用BCA 方法來比較不同適應(yīng)策略的優(yōu)劣，這一指南的基本原則與適應(yīng)氣候變化的有效策略一致。墨西哥政府于2012 年頒布了旨在為緩解和適應(yīng)氣候變化制定政策目標的基本法（General Law）；墨西哥的“國家氣候變化戰(zhàn)略”補充了該基本法，強調(diào)了在考慮適應(yīng)氣候變化策略時優(yōu)先使用BCA 方法。

在科學(xué)研究方面，國外學(xué)者對于氣候變化適應(yīng)性經(jīng)濟效益的評估研究起步相對較早。De Bruin等［45］初步定量評估了荷蘭各氣候變化適應(yīng)策略的增量成本和效益，并基于加權(quán)標準對各策略進行綜合排名，認為在荷蘭綜合自然和水資源管理以及基于風(fēng)險的策略排名靠前。De Bruin［46］認為多準則分析（Multi-criteria analysis）和效益成本分析（BCA）是適應(yīng)氣候變化的決策支持工具，并基于BCA 建立了投資決策模型，模擬結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)適應(yīng)措施的最佳組合取決于受損成本的水平、措施的成本結(jié)構(gòu)、折現(xiàn)率和未來投資時機等。由于適應(yīng)措施和決策背景具有多樣性，Li 等［44］建議采用多種分析方法評估適應(yīng)措施。經(jīng)濟工具和信息必須透明、易于獲取，并與決策環(huán)境相匹配，才能有效加強決策支持。同時建議改進對氣候適應(yīng)性的經(jīng)濟分析，包括更好地處理不確定性，了解部門和國家適應(yīng)政策的跨部門和一般均衡影響。近年來，中國學(xué)者們開始嘗試對氣候變化適應(yīng)性的經(jīng)濟效益評估研究，Hu等［47］研究了中國東北水稻種植區(qū)地理中心位置隨氣候變化北移軌跡，并分析了各氣候因子及經(jīng)濟社會因子對種植區(qū)北移的因子貢獻率以及對應(yīng)的產(chǎn)量變化［47］。許迪等［48］研究氣候變化對農(nóng)業(yè)水管理的影響及應(yīng)對策略，提出積極構(gòu)建基于多模型集成模式的氣候變化對農(nóng)業(yè)水管理影響的綜合評估方法，從而有效改進和提高應(yīng)對策略的效用。經(jīng)濟效益綜合評估的模型驅(qū)動數(shù)據(jù)不易獲取，是制約中國農(nóng)業(yè)適應(yīng)性效果定量評估技術(shù)發(fā)展的主要因素。目前中國尚未有較完善的適于農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化的經(jīng)濟效益評估模型，因此，國內(nèi)基于作物生長模型開展的農(nóng)業(yè)適應(yīng)性評估相對較多［10-17，23-24，40-42，49］，這也導(dǎo)致農(nóng)業(yè)適應(yīng)性效果的定量評估不夠完善。

2 現(xiàn)有研究存在的問題

國內(nèi)外研究學(xué)者圍繞農(nóng)業(yè)對氣候變化的響應(yīng)與適應(yīng)開展了大量的研究，其中，農(nóng)業(yè)對氣候變化的響應(yīng)研究較多，也相對較為成熟，研究結(jié)論也比較一致。但由于農(nóng)業(yè)適應(yīng)措施往往都是針對某一個特定區(qū)域而言，不同措施適應(yīng)效果的評估結(jié)論千差萬別，因此，已有的針對適應(yīng)性效果的定量評估研究依然存在一些問題。

1）現(xiàn)有研究中涉及農(nóng)業(yè)對氣候變化的適應(yīng)性策略主要包括作物品種、作物農(nóng)藝性狀、灌溉策略、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理措施的改變等方面，這些研究多基于作物生長模型評估適應(yīng)措施前后作物生長發(fā)育進程、產(chǎn)量等生長發(fā)育參數(shù)的變化。這在一定程度上體現(xiàn)了適應(yīng)效果的優(yōu)劣（如增產(chǎn)或減產(chǎn)），但是對適應(yīng)效果尚未給出較全面的評價。因為適應(yīng)性不僅體現(xiàn)在作物產(chǎn)量的增減，還體現(xiàn)在作物種植范圍的擴大或縮小、投入產(chǎn)出比增減等多個方面，由于數(shù)據(jù)限制或用于評估經(jīng)濟效益的部分影響因子難以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中定量化（或貨幣化）表達，較少使用經(jīng)濟效益綜合評估模型評估適應(yīng)性措施的經(jīng)濟效益（包括投入成本及經(jīng)濟收益等），這就無法準確判斷某項適應(yīng)措施是否可以投入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際并在適應(yīng)氣候變化過程中起到積極作用。

2）對適應(yīng)效果的評估尚不全面，在已有研究中較少對適應(yīng)效果的評估給出較完整的不確定性評估意見，僅從模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)化方面評價了氣候模式和作物模型對模擬結(jié)果的不確定性影響［50-53］。Refs?gaard 等［54］認為不確定性的主要來源在不同的問題上有很大差異，氣候變化影響的大多數(shù)不確定性本質(zhì)上是可還原的，但適應(yīng)措施的不確定性很復(fù)雜。為了充分考慮氣候變化的脆弱性，需要在評估氣候變化影響時解釋那些可能發(fā)生甚至合理的適應(yīng)性，對世界上大部分地區(qū)而言，氣候變化的速度和程度可能或超過農(nóng)業(yè)本身應(yīng)有的正常變化進程，如果不對這種適應(yīng)性進行評估，研究人員可能會夸大氣候變化潛在的負面影響。IPCC 在2019 年8 月發(fā)布的《氣候變化與土地特別報告》（簡稱SRCCL）系統(tǒng)梳理了糧食系統(tǒng)供給側(cè)和需求側(cè)的適應(yīng)與減緩措施、適應(yīng)與減緩的協(xié)同和權(quán)衡問題，但與減緩相比較，在適應(yīng)效果量化評估上明顯不足，適應(yīng)、減緩及其協(xié)同和權(quán)衡問題還需要系統(tǒng)梳理，其科學(xué)機理亟待突破［55，56］，即SRCCL 進一步強調(diào)了加強氣候變化適應(yīng)效果定量評估的重要性。

因此，合理、全面、定量地評估農(nóng)業(yè)對氣候變化的適應(yīng)性效果并給出不確定性分析意見，可有效地評估現(xiàn)有適應(yīng)措施的存在能力和未來應(yīng)對氣候變化的發(fā)展?jié)摿?，為未來的農(nóng)業(yè)發(fā)展提供有益的、科學(xué)的決策意見，告訴決策者可以采取什么措施應(yīng)對或降低氣候變化的負面影響［57］。

3 農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化定量評估研究方法

氣候變化適應(yīng)策略的評價方法主要包括類比預(yù)測法（Forecasting by analogy，F(xiàn)A）、篩選法以確定預(yù)期適應(yīng)措施（Screening to identify anticipatory adaptation measures，SIAAM）、環(huán)境評估和管理工具（Tool for environmental assessment and management，TEAM）、適應(yīng)性決策矩陣（Adaptation decision matrix，ADM）、效益成本分析法（Benefit-cost analysis，BCA）、成本有效性分析法（Cost-effectiveness analysis，CEA）、不確定性及風(fēng)險解決方法（Approaches for addressing uncertainty and risk，AAUR）、實施分析法（Implemen?tation analysis，IA），并從評估精度、數(shù)據(jù)驅(qū)動、不確定性分析能力、總體評估效果等方面綜合比較適應(yīng)性評估方法的優(yōu)劣［35］。

3.1 效益成本分析法（Benefit-cost analysis，BCA）

鑒于目前各國及部門在制定氣候變化適應(yīng)戰(zhàn)略及規(guī)劃時，對氣候變化適應(yīng)性的定量評估多采用效益成本分析法（BCA），故本文在對已有研究總結(jié)的基礎(chǔ)上，重點介紹BCA 方法的基本思想及建模思路等關(guān)鍵問題。

3.1.1 基本思想 效益成本分析法可用于確定單獨的氣候變化適應(yīng)策略是否具有經(jīng)濟合理性（即其效益產(chǎn)出是否大于其成本投入）。理論上，對采用適應(yīng)措施的成本和效益的評估是在對比未采用適應(yīng)措施（即“不適應(yīng)”）的情況下進行的，在“不適應(yīng)”的情況下，這些措施沒有得到實施［58］。然而，需注意的是，農(nóng)業(yè)對氣候變化的適應(yīng)是個長期的、漸進的過程，如作物品種布局的改變，是在經(jīng)過一定時間后，某一地區(qū)大規(guī)模地形成了較新的品種布局，新的作物品種取代舊的作物品種，而不是在較短時間內(nèi)即可產(chǎn)生大范圍的改變。因此，應(yīng)在適應(yīng)措施經(jīng)過一定時間后，對某一地區(qū)作物采取的適應(yīng)性措施進行經(jīng)濟效益評估。

3.1.2 建模思路 BCA 的關(guān)鍵是確定評估適應(yīng)性的效益（benefit）和成本（cost）兩方面的相關(guān)因子，要保證能反映兩方面的重要因素，并將相關(guān)因素定量化，在可能的情況下對其進行貨幣化表達（非強制）。參考已有研究［46］，考慮到研究數(shù)據(jù)的可獲取性、評估方法的可操作性以及評估意義的合理性，本文中效益（benefit）以作物適應(yīng)氣候變化過程中產(chǎn)量的損失或增加來表達，成本（cost）因素包括設(shè)備購置安裝、投入的勞動力、措施實施、灌溉供水、化肥供應(yīng)等。

經(jīng)濟效益評估需注意：一是評估在單位作物種植面積上進行，如1 hm2；二是由于每項適應(yīng)方案的使用時長不一，為便于比較不同適應(yīng)方案的成本和效益，投入的成本須按年計算。

式中，i 為適應(yīng)措施（這里指不同品種調(diào)整）；j 為作物；k為地理分區(qū)；ACi，j，k為作物j在k區(qū)使用適應(yīng)措施i 每年需投入的成本（元/年）；ICi，j，k為作物j 在k 區(qū)使用適應(yīng)措施i投入的總成本（元）；r為折現(xiàn)率（%）；T 為適應(yīng)措施的使用時長（年）。

適應(yīng)措施的年度運行和維護費用包括額外的灌溉、施肥及其他費用（如付給農(nóng)民的咨詢費，向農(nóng)民咨詢?nèi)绾吻‘數(shù)厥褂眠m應(yīng)措施以降低氣候變化的不利影響），據(jù)此，采取適應(yīng)措施的每年總投入成本等效表達式為：

式中，OMCi，j，k為作物j 在k 區(qū)使 用適應(yīng) 措施i 的每年運行維護費（元/年）；CWi，j，k為作物j 在k 區(qū)因使用適應(yīng)措施i 每年產(chǎn)生的額外灌溉費用（元/年）；CFi，j，k為作物j 在k 區(qū)因使用適應(yīng)措施i 每年產(chǎn)生的額外施肥費用（元/年）；restOMi，j，k為作物j在k 區(qū)使用適應(yīng)措施i 需要的額外費用（元/年）；每年作物j 在k區(qū)因使用適應(yīng)措施i而獲得的收益Bi，j，k為

式中，YCi，j，k為作物j 在k 區(qū)使用適應(yīng)措施i 時收獲的產(chǎn)量（kg/hm2）；YCNoA，j，k為作物j 在k 區(qū)未使用適應(yīng)措施i時的產(chǎn)量（kg/hm2）；Pj為作物j的價格（元/kg）；Wi，j，k為作物j 在k 區(qū)使用適應(yīng)措施i 時每年的灌溉量（m3/hm2）；WNoA，j，k為作物j 在k 區(qū)未使用適應(yīng)措施時的每年灌溉量（m3/hm2）；PWk為k區(qū)灌溉水單價（元/m3）；Fi，j，k為作物j 在k 區(qū)使用適應(yīng)措施i 時每年的施肥量（kg/hm2）；FNoA，j，k為作物j 在k 區(qū)未使用適應(yīng)措施i 時每年的施肥量（kg/hm2）；PFN 為肥料單價（元/kg）；基于上述參數(shù)分析可得成本效益比CBR（Cost-benefit ratio）評價模型

CBR<1，表明使用適應(yīng)措施i時，收益大于成本，經(jīng)濟效益明顯；CBR>1，表明使用適應(yīng)措施i時，成本大于收益，經(jīng)濟效益不明顯。

需要指出的是，對農(nóng)業(yè)適應(yīng)策略的定量化評估應(yīng)綜合比較作物生長發(fā)育進程的改變和經(jīng)濟效益的改變兩個方面，從而給出比較合理的適應(yīng)性定量評估決策意見。

3.2 氣候變化適應(yīng)性評估的不確定性分析

對氣候變化適應(yīng)性評估的不確定性分析涉及多個方面，包括科學(xué)上的不確定性、經(jīng)濟上的不確定性、數(shù)據(jù)的局限性以及適應(yīng)性評估可能不易貨幣化等。以下方法可與適應(yīng)措施的定量評估結(jié)合使用，以解決不確定性風(fēng)險［35，59］。

3.2.1 敏感性分析（Sensitivity analysis） 確定不同的輸入值是否會顯著改變輸出值（效益產(chǎn)出），即確定該適應(yīng)策略是否具有明顯的氣候變化（或其他不確定性來源）相關(guān)性。

3.2.2 基于情景數(shù)據(jù)分析（Use of scenarios） 這種方法通常用于氣候模式參數(shù)，但也可用于其他不確定性領(lǐng)域。情景數(shù)據(jù)分析包括由一組有限的合理輸入值產(chǎn)生的相關(guān)輸出（效益產(chǎn)出）集合。分別在“最佳情景”和“最劣情景”下評估一個衡量指標，用以說明不確定性對最終決策是否重要。

3.2.3 開關(guān)點分析（Switch-point analysis） 該方法用于確定決定某一項適應(yīng)措施是否實施的必要條件。例如，氣候條件需要改變多少才能使某一項適應(yīng)措施成為首選方案，或者做出的決策假設(shè)是沒有發(fā)生氣候變化的，而實際情況是全球變暖是無論如何都會發(fā)生的，那么效益產(chǎn)出的潛在損失是否足以改變適應(yīng)策略的選擇，決策者可以根據(jù)概率分析評估上述信息（如發(fā)生氣候變化的可能性有多大）

3.2.4 不確定性下的決策分析（Decision analysis un?der uncertainty） 該方法應(yīng)用決策標準對難以計算概率的適應(yīng)性措施進行評估，如通過選擇具有最大潛在效益的適應(yīng)策略來最大化效益產(chǎn)出，或通過避免最具有破壞性的結(jié)果來最小化不利影響［60］。

3.2.5 風(fēng)險評估下的決策分析（Decision analysis un?der risk） 這個方法使用一個決策標準（如最大化預(yù)期收益）結(jié)合輸入項（如風(fēng)險、價值及成本）的概率或概率分布評估可從替代的適應(yīng)性措施中獲得收益。若推遲替代適應(yīng)性措施是可行的，可使用貝葉斯分析方法評估未來經(jīng)過更長時間后替代適應(yīng)性措施可能產(chǎn)生的效益［61］。

上述方法均提供了實施某一特定適應(yīng)性措施的不確定性評估方法，適應(yīng)措施及決策背景的多樣性決定了定量評估適應(yīng)措施時需要多種分析方法；同時，必要的經(jīng)濟分析工具及相關(guān)數(shù)據(jù)信息必須是易獲取的。特別需要強調(diào)的是，在定量評估適應(yīng)決策的效果時需給出不確定性評估意見，且只有在與決策背景相匹配時才能增強決策的有效性。

4 討論與展望

IPCC 第五次評估報告（AR5）提到：“適應(yīng)的經(jīng)濟分析正在從對效率、市場解決方案和效益/成本分析的獨特強調(diào)轉(zhuǎn)向?qū)Ψ秦泿藕头鞘袌龃胧L(fēng)險、不公平、行為偏見、障礙和限制，以及對輔助利益和成本的考慮”［62］。分析農(nóng)業(yè)適應(yīng)策略應(yīng)盡可能使用多種方法，盡管存在挑戰(zhàn)和局限，經(jīng)濟分析尤其是BCA 法在適應(yīng)策略定量化評估和優(yōu)先安排適應(yīng)策略投資、了解不同政策決策的權(quán)衡和潛在互動方面應(yīng)發(fā)揮重要作用［44］。IPCC 發(fā)布的《氣候變化與土地特別報告》（SRCCL）也強調(diào)，農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化，既要適應(yīng)由于氣候平均狀態(tài)變化導(dǎo)致的糧食系統(tǒng)長期而緩慢的功能退化，又要適應(yīng)由于極端氣候事件頻發(fā)導(dǎo)致的糧食生產(chǎn)短期的災(zāi)害損失，還要考慮由于社會形態(tài)不同、文化價值觀差異、管理方式多樣而導(dǎo)致的級聯(lián)（cascading）效應(yīng)，尤其要警惕頻發(fā)的極端氣候事件與其他社會經(jīng)濟因素的共同作用而導(dǎo)致的多米諾骨牌效應(yīng)，加劇糧食供應(yīng)的不穩(wěn)定性，甚至引發(fā)大規(guī)模的移民和沖突，引發(fā)非傳統(tǒng)安全問題［55，56］。因此，要加強氣候變化背景下農(nóng)業(yè)適應(yīng)性調(diào)整效果的定量化評估，為制定合理、有效的農(nóng)業(yè)適應(yīng)策略提供科學(xué)參考，可從以下幾個方面開展相關(guān)科學(xué)研究。

4.1 建立有針對性的農(nóng)業(yè)適應(yīng)性定量評估方法及模型

現(xiàn)有的關(guān)于農(nóng)業(yè)適應(yīng)性的定量評估研究，多以作物生長發(fā)育模型評估適應(yīng)策略調(diào)整前后作物生長進程及生長發(fā)育參數(shù)的改變，部分研究耦合了作物模型和經(jīng)濟效益評估模型從作物、經(jīng)濟效益兩個角度評估適應(yīng)策略的可行性［34］。然而，農(nóng)業(yè)對氣候變化的適應(yīng)是非常復(fù)雜的問題，適應(yīng)策略調(diào)整效果的定量化評估涉及氣候變化、作物本身、除氣候外的環(huán)境條件如土壤、農(nóng)業(yè)技術(shù)、農(nóng)業(yè)管理措施等多個方面，農(nóng)業(yè)適應(yīng)性定量評估不僅要分析所涉要素的相互作用和影響，更要客觀、科學(xué)地闡明適應(yīng)策略調(diào)整是否合理、有效，這就需要建立有針對性的農(nóng)業(yè)適應(yīng)性定量評估方法及模型，從而完善農(nóng)業(yè)適應(yīng)性定量評估體系。

4.2 使用多種分析方法開展農(nóng)業(yè)適應(yīng)性調(diào)整效果的定量評估研究

經(jīng)濟分析的復(fù)雜性需要與農(nóng)業(yè)問題的實際適用性和規(guī)模相平衡。在某些情況下，根據(jù)定性評估對備選農(nóng)業(yè)適應(yīng)性策略進行排序的篩選評估可能比定量的經(jīng)濟效益評估更為有效，并為決策支持提供更行之有效的信息。在其他情況下（如氣候風(fēng)險很高，圍繞氣候影響和適應(yīng)性策略的成本與效益的不確定性很大等），可能需要多種分析工具和方法來確保評估是穩(wěn)健的，并充分捕捉到對決策非常重要的關(guān)鍵不確定性。另外，在確定某一適應(yīng)措施的效益及成本要素時，若部分要素?zé)o法貨幣化，則可視具體需求，將其他分析方法如成本有效性分析（Cost-effec?tiveness analysis）、多標準分析（Multi-criteria analy?sis）、專家判斷（Expert judgment）作為補充，與BCA法一起使用［35，58］。

4.3 結(jié)合不確定性分析定量評估農(nóng)業(yè)適應(yīng)性調(diào)整效果

氣候變化影響的大多數(shù)不確定性本質(zhì)上是可還原的，但適應(yīng)措施的不確定性是復(fù)雜的［54］，與氣候變化有關(guān)的不確定性是對氣候變化問題和可能策略進行經(jīng)濟分析的基本挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有研究已在BCA 框架內(nèi)制定了解決不確定性的相關(guān)方法，例如使用情景分析、專家調(diào)查以及蒙特卡羅分析（Monte Carlo analysis）等［45，60，61］。在對適應(yīng)措施進行經(jīng)濟效益評估時，應(yīng)采用這些優(yōu)勢明顯的方法，還應(yīng)考慮將其他學(xué)科和輔助的經(jīng)濟工具與BCA 結(jié)合起來解決不確定性問題，例如，鑒于全球氣候變化的復(fù)雜性和不確定性，研究人員普遍認為，氣候變化適應(yīng)活動最好在風(fēng)險管理框架中加以考慮［62-64］，加強對不確定性來源的分析及定量評估有助于給出更合理的農(nóng)業(yè)適應(yīng)策略決策意見。

隨著氣候變化進程的加快，氣象災(zāi)害發(fā)生幾率增加，商業(yè)成本激增［65，66］，改變了糧食生產(chǎn)模式［67，68］，并威脅人類的生命和生計。因此，制定氣候適應(yīng)性戰(zhàn)略，尋找有效支持和優(yōu)先適應(yīng)氣候變化的方法已成為重要目標［43］。加強氣候變化條件下農(nóng)業(yè)適應(yīng)性調(diào)整效果的定量化評估研究有助于提高農(nóng)業(yè)氣候資源利用率，評估農(nóng)業(yè)適應(yīng)策略的存在力和未來應(yīng)對氣候變化的發(fā)展?jié)摿Γ浞掷脷夂蜃兓姆e極影響，降低氣候變化的不利影響，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)的決策支持。