8月30日，剛剛結束赴加拿大學術訪問的莫興國，還沒有完全調整好時差。面對記者的提問，他並不急於回答，總是習慣性地閉上眼睛，思考片刻，而後表述精準、比喻貼切，讓人不得不佩服一名科學家的嚴謹。

莫興國，中國科學院地理科學與資源研究所研究員， 博士生導師。

一個月前，他的項目回答了這樣一個問題——氣候變化下華北平原作物産量到底是增還是減。答案同樣明確清晰，並且深入揭示了作用機制。這讓莫興國和他的研究團隊感到驕傲。

核心對話

氣溫增加總體上將導致華北平原作物減産

記者：目前，在全球範圍內，公眾對氣候變化的關注都達到了一個空前的高度。許多科研項目都放在了這一背景下進行研究，包括農業。根據您的研究結果，氣候變化下華北平原作物産量到底是增還是減？

莫興國：基於我們多年的田間實驗，我們開發了立足華北平原的VIP分佈式生態水文動力學模型。針對華北平原冬小麥—夏玉米作物輪作系統，採用南北比較、多站比較和區域分佈式模擬，考慮華北平原土壤本底對作物生産力影響的空間分佈，區別灌溉和雨養農田，採用VIP模型模擬，我們發現，若溫度增加，特別是夜間溫度增加，總體上將導致華北平原作物減産，作物生長季縮短是導致減産的主要因素之一。

當然，這並不排除溫度升高到某個對作物更適宜的範圍，造成作物産量提高的例子。

大氣CO2肥效將減緩甚至扭轉升溫給作物産量帶來的負效應

記者： 但我們又常聽報道，説氣候變化下小麥將會增産？

莫興國： 這個跟我們的結論沒有矛盾。前面的減産結論是僅僅考慮溫度的因素。當考慮大氣CO2肥效 (二氧化碳濃度增高使作物的産量增加現象)等因素時，這些因素會減緩升溫給作物産量帶來的負效應， 從而導致作物産量增加。通過對歷史的模擬，我們也發現，去掉化肥等農業管理技術進步措施的影響，過去60年，華北平原産量逐年增高仍與較適宜的溫度、降水和二氧化碳濃度等氣候條件相關。可以肯定地説，大氣中二氧化碳濃度的增加，對農業作物起到了增産的作用。

記者：增産的作用有多大？

莫興國：二氧化碳的施肥效應對不同的作物效果不一樣。對C3(大豆、小麥和水稻等)作物來講，二氧化碳濃度加倍的時候，産量能夠增加20%左右。對C4(玉米、高粱等)作物，增産效應不明顯。

溫度的升高使北方原本一些不能種植小麥的寒冷地區，能種小麥了，造成了小麥的生産界限北移，也達到了增加産量的作用。

記者：這些可不可以看做氣候變化的積極影響？

莫興國：從這個意義上講，尤其對我國北方一些溫度偏低的地方而言，是積極的影響。

減少灌溉量以保障水資源可持續利用

記者：制約農業生産的另一重要因素就是水資源，尤其在華北平原，水資源的可持續利用與糧食生産幾乎形成了一對矛盾，您是怎麼看這個問題的？

莫興國：糧食單産的增加，伴隨著作物耗水的相應增加。據估計，從上世紀六十年代到九十年代，華北平原小麥生長季耗水增量達130mm，玉米耗水增量為90mm，冬小麥—夏玉米一年兩熟輪作體系的年耗水量從約700mm增加到目前將近1000mm。

記者：怎麼理解您所謂的耗水量？

莫興國：耗水量就是指作物生育內所消耗的水量，主要包括作物蒸騰和棵間蒸發。

記者：目前如此巨大的農業耗水量，造成什麼後果？

莫興國：黃淮平原南緣年降水量與此耗水量基本相當，而華北平原北部降水在500—600mm左右，灌溉需求極大。因此華北平原大部分地區地表水難以保障一年兩熟耕作制度的用水需求，農田灌溉依靠抽取大量地下水維持，導致地下水位持續下降，産生了一系列環境問題。水已成為華北平原農業發展的關鍵限制因素。

記者：怎樣才能做到既保證糧食生産，又保證水資源的可持續利用？

莫興國：按照我們最新的計算結果，華北平原地區，每年的灌水量維持在240mm左右，不會對地下水造成過量開採，有望實現農業可持續發展。

另外，還應該採取有效灌溉措施，控制灌溉次數和每次灌溉的水量，同時採取秸稈覆蓋和薄膜覆蓋的方式減少蒸發，還有就是利用轉基因技術培育一些節水品種。此外，我們還建議，對一些水資源短缺的地方，應該調整農業生産機構，因為小麥是一種高耗水作物，在一些乾旱地方也採取玉米—小麥兩季連種的農業生産方式，耗水量肯定是超過當地的降水量，不得不大量使用地下水灌溉，所以這些地方應該縮小小麥的種植面積，或者種植例如棉花、油菜等低耗水的作物。我們已經做出華北平原較高分辨率的耗水量、産量、水分利用效率的空間分佈圖，期望能對地方決策發揮作用。

關鍵在於保證國家糧食安全

記者：項目的最終結論能夠為指導農業生産起到哪些實際作用？

莫興國：地方農業部門可以使用我們的模型來指導生産管理。例如針對今年的氣候條件，應該採取什麼樣的灌溉措施、什麼樣的施肥措施能夠達到最好效益。

記者：那在其他方面還能發揮作用嗎？

莫興國：在糧食産量預測，保證國家糧食安全方面的意義比較重要。

我們所建立的VIP模型與短期、中短期的氣候預報相結合，就能夠預測出在一定的氣候條件下，區域內的糧食産量。比如現在是4月份，根據氣象資料，預測出未來兩個月的氣象條件是怎樣的，我們就能夠知道今年6月的小麥産量跟去年相比將是增加還是減少，以及增加多少減少多少。

西方國家每年也在預測我國的糧食産量，其研究結論影響著我國糧食安全保障的決策，為世界矚目。我國糧食安全需要大量基於我國的原始數據，基於我們自主開發的立足國情的機理模型的研究結論可作決策支撐。

花絮

從田間到模型

雖然是學氣象出身，但莫興國的工作一直沒離開田間地頭。

　　1990年，他來到中科院地理科學與資源研究所讀博，當時的一項“主要工作”就是蹲在田間地頭獲取實驗數據。

　　“所裏很早就開展了二氧化碳濃度變化對農業生産影響的研究。”莫興國記得剛到所裏的時候，院子裏放著幾十個高大的醫用氧氣瓶。“以前就是用那種瓶子往地裏放二氧化碳來做實驗。”到現在他還“收藏”著兩個小一點的氧氣瓶，“很精緻的。”他説。

　　試驗站在山東禹城，每年的作物生長期——四、五月份，莫興國都要“泡”在那裏。莫興國現在回憶起來那段“田園時光”，感到很美好。正是從那時就堅持的田間試驗，為以後他們研究團隊自主開發的VIP生態水文動力學模型打下了重要基礎。

　　人物檔案

　　莫興國 1966年生於廣西桂林。1988年和1990年在南京大學獲大氣科學學士和碩士學位。1993年在中國科學院地理研究所獲自然地理學農業生態系統方向博士學位，畢業後留所工作至今。1996年起任副研究員。2004年起任研究員。先後到美國農業部土壤耕作實驗室(National Soil Tilth Laboratory)、澳大利亞新南威爾士大學(University of New South Wales)數學系、英國蘭卡斯特大學(Lancaster University)自然環境研究中心，加拿大多倫多大學(University of Toronto)地理系從事合作研究。任中國科學院大氣物理研究所客座研究員，中國農學會農業氣象專業委員會理事，《土壤》雜誌編委，世界銀行、全球環境基金會關於黃淮海農業應對氣候變化項目的短期專家，中國自然資源學會水資源專業委員會委員，中國地理學會會員，國際水文科學協會會員和國際水資源協會會員。已發表90多篇論文和論著(章)，研究領域是氣候與生態水文。主要研究方向包括土壤—植被—大氣系統(SPAC)關鍵過程機理、生態水文過程綜合模型、氣候—生態—水文相互作