1 土地、土壤及水资源状况
1.1 气候变化背景下土地资源面临的压力
1.1.1 农业用地与气候
农业用地约47.5亿公顷，用于作物和畜牧生产。用于耕作作物的临时性和永久性耕地超过15亿公顷，而永久性草地及牧场接近33亿公顷。农业用地面积自2000年以来总体变化幅度较小，但用于耕作作物的永久性灌溉农地已经有所增加，而永久性草地及牧场用地则在大幅减少。城市的快速扩张已经挤占了所有类型的农业用地（表 S.1）（地图S.1）。
资料来源: 联合国粮农组织和国际应用系统分析研究所, 2021，针对联合国标准进行调整，2021。
与土地利用方式相关的农业气候条件正在快速变化。农业企业正在不断适应新的热状况，它可能会干扰作物的生长阶段以及支撑作物生长的土壤生态，对作物病虫害传播造成特定影响（地图 S.2）。水循环的根本性变化，尤其是降雨和干旱期的变化，都迫使人们调整雨养生产和灌溉生产。在气候变化背景下，与当前的参考长度相比，生长期在北方和北极地区可能会变长，而在受长期干旱影响的地区则可能变短（地图S.3）。
气候变化对水循环的影响预计将对农业产出以及生产性土地及水资源系统的环境绩效产生巨大影响。据气候模型预测，可再生水资源在一些地区（中纬度和干旱的亚热带地区）会减少，而在其他地区（主要是高纬度和湿润的中纬度地区）则会增加。即便在预测可能增加的地区，也可能因降雨波动性加大致使江河流量出现变化，导致出现短时间缺水。
1.1.2 森林覆被
作为全球碳循环的一部分，森林覆被是气候健康的一项重要指标。全球森林面积略高于40亿公顷，约占总陆地面积的30%（地图S.4）。考虑到森林再生和植树造林带来的森林面积扩大因素后，2010年至2020年间森林覆被估计年均净减少470万公顷/年，而相比之下，2000年至2010年间为520万公顷/年，1990年至2000年间为780万公顷/年（图S.1）。
1.1.3 土壤的作用
土壤是气候变化的重要缓冲剂或“调节剂”。传统农业中，土壤依然是二氧化碳排放源，但保护性技术能够阻止，甚至有时能够扭转土壤有机碳（SOC）流失的问题（地图S.5）。泥炭土降解和排水会通过分解释放大量碳。排水后的泥炭地上发生的火灾占1997年至2016年间全球火灾所致排放量的约4%。农业活动也会导致土壤排放除二氧化碳以外的其他温室气体，而气候变化则会加剧这些排放。施用肥料和种植固氮作物时，土壤会排放氧化亚氮。在地里蓄水种植水稻时，土壤会排放甲烷。
资料来源：联合国粮农组织， 2019，针对联合国标准进行调整，2021。
全球盐渍土的分布（地图S.6）反映出自然形成的碱化和钠化土壤以及人类引发的土壤水过程造成的盐分累积。估计每年有高达150万公顷作物耕地因土壤盐碱化而无法用于生产。预计蒸散速度加快将会加剧地表土层中的盐分累积，而30–100厘米深度下层土壤的盐碱化问题更为突出。
1.1.4 压力的累积
土地及水资源面临的压力大于以往任何时候，压力的累积正将土地及水资源系统的生产能力推向极限。2000年至2019年间，耕地增加了4%（6300万公顷）。耕地（主要是灌溉地）的增长已经翻倍，而雨养耕地同期仅增加了2.6%。人口增长使得用于作物和畜牧生产的人均农地在2000年至2017年间减少了20%，2017年减至0.19公顷/人。
气候变化的影响，从严重洪灾和旱灾，到持续的热穹现象，正在带来意料之中以及始料未及的变化。耕地的蒸散量增加是意料之中的，降雨波动也是如此，在温度应力降低碳同化能力的地区，这些现象会导致土地/作物适宜性出现变化，并降低单产。江河径流量和地下水回补出现更大波动也在意料之中，这会对雨养农业和灌溉农业产生影响。原本已经排水的农地吸收大量洪水，使城市和农村防洪规划工作在采用基于自然的解决方案（NbSs）时陷入两难境地。
2019年，全球人为排放量为540亿吨二氧化碳当量（CO2-eq），其中170亿吨（31%）来自农业粮食体系。从单项气体看，农业粮食体系排放的二氧化碳在二氧化碳总排放量中占比21%，甲烷占比53%，氧化亚氮占比78%。农地（农场）排放量在农业粮食体系中最大，约为70亿吨二氧化碳当量，接下来是产前、产后过程（60亿吨二氧化碳当量）以及土地利用变化（40亿吨二氧化碳当量）。虽然全球范围内农业粮食体系的排放量1990年至2019年间增加了16%，但其在总排放量中所占比例却从40%降至31%，人均排放量也是如此，从人均2.7吨二氧化碳当量降至2.1吨（图S.2）。
1.1.5 对农业生产率的影响
对未来气候变化情景的预测告诉我们，有必要改变目前的耕作方式和管理措施，以适应作物/土地适宜性方面的变化。农业体系已经在通过更精确地利用技术和投入物，适应新的变化，这一方面是为了应对气候变化，但主要还是为了应对全球粮食体系更加复杂的需求。为此，土地及水生产率的传统衡量指标已经逐渐失去其重要性，更多生产要素被纳入考量范围。的确，虽然农地利用和灌溉面积的增长已经趋于停滞，但农业全要素生产率过去几十年一直以年均2.5%的速度持续增长，表明农业投入物的使用效率在不断提高。它已经取代资源密集使用，成为推动世界农业增长的首要因素（图S.3）。此项进步让各方更好地认识到可持续农业和高效利用有限自然资源的必要性。为满足当前需求，农业投入物的用量一直在增加，其产生的环境影响已经累计到一定程度，导致各类环境服务受到影响，限制了农业的应对能力。同时，各部门间对土地及水资源的竞争也很激烈，因此要想扩大灌溉面积和开发新耕地极为困难。
