当今气候变化已经成为所有人都在经历的不争事实，农业则是对气候变化影响为敏感的部门之一。日前完成的“气候变化和高强度人类活动影响的中国农业生态系统承载力研究”，是国家自然科学基金－国际应用系统分析研究所资助的重大国际合作项目，其研究成果指出了中国农业在气候变化背景下所面临的机遇和挑战。
东北升温快 降雨南增北减
近50年中国气候经历重要变化
作为该研究项目组成员之一的上海市气象局局长汤绪介绍说，近50年，在气候变化的大背景下，中国气候也经历着一系列的变化。根据连续的观测结果显示，中国近50年有着明显的增暖现象，其中近10年增温更加明显，近50年中暖的前7个年份都发生在近10年当中。不同季节的增温也有显著差异，冬季增温速率快，约为夏季增温速率的3倍。此外不同区域间的温度变化也有差异，全国增温速率快的是东北区域和内蒙古，其区域平均增温速率分别达到了0.36℃/10年和0.4℃/10年。可能由于大气气溶胶增多的影响，中国西南区域的增温速率小，为0.15℃/10年。
虽然就全国年平均的降水量而言，近50年没有明显的趋势。但是各区域的降水存在变化趋势的差异。其中东北和华北区域降水呈减少趋势，近10年较上世纪60年代减少12%，降水减少主要发生在夏季和秋季。原本比较湿润的东南区域降水有增加的趋势，尤其体现在夏季和冬季降水的增加。此外原本较干旱的西北区域，降水则出现增加的趋势。
气候变暖的总趋势，还引起大气环流特征及要素的变化，引发复杂的大气-海洋-陆面相互作用，大气水分循环加剧，气候变化幅度加大，不稳定因素增多，导致众多小概率、高影响度极端气候灾害的频繁发生与强度加剧。我国极端气候事件的变化表现在极端降水事件趋多趋强，极端降水平均强度和极端降水值都有增强的趋势，尤其在上世纪90年代长江及长江以南地区年降水量和极端降水量比例趋于增大，江淮流域暴雨洪涝事件发生频率增加；其次是夏季高温热浪增多；第三则表现在我国北方和西南干旱事件发生频率增加，华北地区近20多年来干旱不断加剧的形势十分严峻，到2012年西南地区连续4年出现明显干旱。
根据气候变化模拟结果，气候变化在未来50～100年还将进一步加剧，未来我国大部分地区温度仍会增高，温度升高的幅度由南向北递增，西北和东北地区上升明显。未来降水略有增加但增幅不大，但未来降水的预估结果在不同气候模式之间存在着空间分布差异，有些模式之间甚至出现明显的反相位变化，说明气候模式模拟结果尽管表现出一致的总体趋势，但在不同区域仍然存在着不确定性。
生育均期缩短 旱涝灾害加剧
气候变化给中国农业带来挑战
气候变化的影响是多尺度、、多层次的，正面和负面影响并存，但目前负面影响更多地受到科学界和社会的关注。
已有的大多数研究都显示，气候变化将会对作物生长和产量产生负面作用，如气温每增高1℃，水稻生育期平均缩短7天到8天，冬小麦生育期平均缩短17天，玉米的生育期平均缩短7天，使得主要农作物的单位面积产量都有不同程度的下降。
暖冬有利于农作物病虫害的越冬、繁殖，造成主要农作物病虫害越冬基数增加、越冬死亡率降低、带来农作物病虫害危害的地理范围扩大，发生频度和危害程度加剧。
此外，气候变化会影响厄尔尼诺和南方涛动，造成西太平洋（601099股吧）暖池海水热力、青藏高原上空热力、季风环境和太平洋副热带高压异常，带来农业旱涝等气象灾害的频繁加剧发生。
施肥效应增加 复种地带北推
气候变化给农业机遇或许更大
但同时，气候变化也会给农业生产带来正面影响。
气候变化对大气成分变化的影响，主要体现在二氧化碳等温室气体的增加。随着二氧化碳浓度增加，光合速率不断增强，农作物的产量会有所提高。对三碳植物，如水稻、小麦、大豆等主要作物来说这种影响尤其显著。然而从另一个角度，二氧化碳浓度上升也会造成杂草繁茂、病虫害加重、农药和肥料效果减弱、干旱激化地力耗损等负作用。二氧化碳对农作物的影响是一个十分复杂的问题，还需要进行大量科学研究。
我国农业生产采用多熟种植历史悠久，年平均复种指数达到150%以上。随着气候变暖，我国大于0℃和10℃的活动积温等值线将向东北方向推移。如果年平均温度上升1℃ 大于或等于10℃积温的持续日数全国平均可延长15天左右，这对于农作物生产来讲具有重要意义。近50年的气候变化已经使得中国的复种制度发生明显的变化，表现为热量条件趋好背景下的种植带北推。其中三熟、两季稻和有限两熟种植带北推为明显，本世纪前10年相对于上世纪60年代，以上三种复种带的边界分别北推了约400公里、200公里和300公里。本项目研究预估，未来我国的种植制度北推范围将更加明显，其中三季稻、三熟和两年三熟将较基准期（1961-1990年）北推450公里、700公里和650公里。
基于理论优的复种模式，历史基准期气候条件下（1961-1990年），中国粮食单产潜力高的区域为江淮流域的两熟区，单产潜力可达每公顷19吨，而西北区域的单产潜力在全国来看属于较低的区域，往往不到每公顷6吨。到2050年，中国南部的总单产潜力较历史基准期，将呈现大面积较为明显的下降，粮食单产潜力增加明显的区域是华北和东北区域，其中以东北区域粮食单产潜力的增加为明显。
本项目研究预计，全国总的粮食生产潜力将从基准期的9.8亿吨增加到2050年代的11.4亿吨，增加约1.6亿吨的粮食生产潜力。从农业生态区域分区的统计结果来看，华北、东北和西北的总粮食生产潜力高，复种增加是未来中国粮食总生产潜力增加的主要原因，其增产贡献率为55%，二氧化碳施肥效应的增产贡献率为31%。