全球咖啡生产对气候变化的响应关系及适应策略研究

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全球变暖和极端气候事件频发对社会经济各部门产生了重大影响。其中,种植业所受影响尤为显著。以咖啡种植为例。咖啡作为全球重要的贸易商品,对许多国家的经济发展与农户生计具有重要支撑作用,但气候变化却可能导致咖啡减产、质量下降、价格波动、生产成本提高等。因此,研究气候变化对全球咖啡种植的影响十分重要。咖啡包含阿拉比卡和罗布斯塔两大品种,自然生长属性存在显著差异。分类解析其对气候变化的响应关系及适应能力是本文的研究重点。本文基于1988-2017年共78个国家种植面积数据,结合空间分辨率为0.25°×0.25°,包括462240个经纬度点的气象监测数据,构建了涵盖温度、降水、风速、湿度、蒸散量共5个维度的气候变量,采用双向固定效应模型,在全球尺度上探究咖啡种植面积对气候变化的响应关系,并利用气候分区分组回归探究区域异质性。在此基础上,结合2070-2099年5个大气环流模型(GCMs)与模型结果,模拟21世纪末期气候变化对咖啡生产的影响,分析适宜种植区域分布变化情况。最后从种植结构调整和种植地点迁移两个方面提出政策建议。结果表明,历史时期(1988-2017年)气候变化对阿拉比卡与罗布斯塔种植面积影响存在显著差异。种植面积随温度/降水变化均呈现先增后减的“倒U型”趋势。风速、相对湿度、蒸散量未表现出显著影响。两个品种最适种植温度均为24-27℃,但温度升高对罗布斯塔的损害程度远小于阿拉比卡。具体表现为最高温度区间天数每增加一天,阿拉比卡种植面积将减少10%以上,而罗布斯塔仅减少1.67%。阿拉比卡与罗布斯塔最适降水量分别是973毫米与1589毫米,表明罗布斯塔降水需求明显高于阿拉比卡。在分组回归模型中,罗布斯塔也表现出更强的温度耐受性与更高的降雨需求。由于阿拉比卡与罗布斯塔在不同气候区的适应能力具有显著差异,结合5个大气环流模型(GCMs)预测结果,未来长期尺度内(2070-2099年)罗布斯塔相比阿拉比卡有更多适宜种植的区域。受未来温度升高影响,阿拉比卡在南亚热带适宜种植面积增加,边缘热带适宜种植面积减少,中热带未出现显著变化;罗布斯塔在南亚热带与边缘热带适宜种植面积增加,中热带则有所减少。受未来降雨增加影响,阿拉比卡在边缘热带适宜种植面积将会下降,罗布斯塔所有气候区种植面积均会增加。整体而言,温度比降水对咖啡种植面积影响更大。RCP8.5情景下变化趋势均比RCP4.5情景下更剧烈。本文给出如下政策建议:(1)位于边缘热带气候区域的国家,例如越南、老挝、印度、乌干达等种植大国,考虑品种调整,增加罗布斯塔的种植。(2)巴西、喀麦隆、肯尼亚等未来适宜种植面积大幅减少的国家应考虑将种植区移入更高海拔地区,但需考虑土地利用变化可能造成新的威胁。本文从气候变化影响的层面提出两条适应策略,为一些国家未来种植的品种与区域选择提供参考。
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