植物對全球氣候變化的響應(yīng)

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1、植物對全球氣候變化的響應(yīng)生命科學(xué)學(xué)院CYX全球氣候變化的概念：全球氣候變化是指全球氣候平均值和離差值兩者中的一個或兩者同時隨時間出現(xiàn)了統(tǒng)計意義上的顯著變化。導(dǎo)致全球氣候變化的原因全球氣候變化表現(xiàn)在多個方面例如：北極氣溫在過去100年間已經(jīng)增加到全球平均溫度的2倍，冰覆蓋量以每10年3%～5%的速率下降，而多年厚冰覆蓋量以每年7%～10%的速率下降，俄羅斯的河流排泄量在增加，永久凍土正在融化,陸地積雪覆蓋在減少。此外，在過去幾年,格陵蘭冰原已經(jīng)損失了巨大的邊緣,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過內(nèi)部的增加積累量。一、氣溫升高近百年來氣溫升高速度明顯加快，且有越來越快的趨勢。溫度地質(zhì)年代增加率為0.0001℃/年或0.0

2、0001℃/年,而近百年的溫度增加率是約1℃/100年≈0.01℃/年,是地質(zhì)年代的100—1000倍[1]。下圖顯示了1850年以來,全球平均的地表溫度的變化及同時段的線性趨勢。從圖中我們可以明顯的看出1850年以來全球平均氣溫呈現(xiàn)上升趨勢。相對于1961—1990年的氣候平均值。平滑曲線(藍(lán)線)代表10年尺度的變化。從1850—1899時段到2001—2005時段總溫度增加為0.76±0.19℃。二、CO2濃度升高CO2濃度也在明顯升高且有加快趨勢?，F(xiàn)在溫室氣體的測量表明，CO2已從工業(yè)化前(1750年)的280ppm增加到了2005年的379ppm。2005年CO2的大氣濃度值已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超

3、出了根據(jù)冰芯記錄得到的65萬年以來濃度的自然變化范圍(180—280ppm)。并且近10年(1995-2005年)來CO2大氣濃度的增長率(每年1.9ppm)比過去有連續(xù)直接大氣測量以來的增長速率(1960—2005:每年1.4ppm)要高很多。下圖為過去10000年大氣CO2濃度的變化(相對于2005年).這是從冰芯資料分析和儀器測量得到的.縱坐標(biāo)是CO2的濃度,單位為ppm[2]。從圖中我們可以直觀的看到近50年來CO2的濃度顯著上升。三、冰川融化世界各地冰川變化觀測和研究表明，小冰期結(jié)束以來全球范圍內(nèi)冰川退縮成為主導(dǎo)趨勢。據(jù)IPCC小組估計，1960-1990年期間，山地冰川的總體物質(zhì)

4、平衡為-120±50Gt/年，相應(yīng)地對海平面上升的貢獻(xiàn)約為0.33±0.14mm/年；1990-2004年時段則增到-230±66Gt/年，海平面平均上升0.63±0.18mm/年，山地冰川物質(zhì)平衡的變化對海平面的上升貢獻(xiàn)很大[3]。阿爾卑斯山1850-1975年冰川面積縮小了35%，而到2000年，這一比例增至50%4]。南美冰川面積已由1950-1980年的2700~2800km2消減至20世紀(jì)末的不足2500km2[5]。近50年來中國西部82.2%的冰川處于退縮狀態(tài)，冰川面積減少4.5%[6]。四、其他此外，還有降水量變化，氣溫日較差降低，極端天氣增多等。冰雹全球氣候變化對植物的影響

5、全球氣候變化對生態(tài)系統(tǒng)的影響全球氣候變化對農(nóng)作物產(chǎn)量的影響植物對氣候變化生理生態(tài)響應(yīng)的不確定性全球氣候變化對生態(tài)系統(tǒng)的影響氣候變化已經(jīng)或正在對全球的生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性產(chǎn)生著顯著影響。包括使生態(tài)環(huán)境退化或喪失,物種滅絕速度加快，物種分布范圍發(fā)生變化，生物物候期和物種繁殖行為發(fā)生改變，種間關(guān)系發(fā)生變化等。全球氣候變化對農(nóng)作物產(chǎn)量的影響CO2濃度升高溫度升高CO2濃度升高與溫度升高的交互作用降水的變化氣溫日較差（DTR）的變化極端天氣氣候事件氣候變化的綜合影響1、CO2濃度升高野外環(huán)境控制試驗及模型研究表明，隨著CO2濃度增加,作物產(chǎn)量呈增加趨勢。同時研究也表明，CO2濃度增加對不同類型作物產(chǎn)量

6、的影響有明顯差異,其中C3類作物增長率明顯大于C4類作物，在CO2濃度為550μmol/mol時，C3和C4類作物的產(chǎn)量將分別增加10%-20%和0%-10%,這可能是由于C3和C4類作物對CO2的同化途徑和CO2濃度飽和點不同決定的。一些學(xué)者最近也指出,模型預(yù)測結(jié)果也許過高地估計了CO2濃度升高對作物的影響，因為植物生理學(xué)家和模型研究者認(rèn)識到，現(xiàn)實狀況下存在著許多制約因素，例如蟲害、雜草、營養(yǎng)狀況、資源的競爭、土壤水分和空氣質(zhì)量等,從而抵消掉了CO2濃度增加帶來的正效應(yīng)。盡管目前已經(jīng)將基于過程的模型應(yīng)用在估算氣候和CO2濃度變化對產(chǎn)量可能產(chǎn)生的影響上，有些研究還考慮了水和氮素對作物產(chǎn)量的限

7、制作用，但仍需進(jìn)一步在長期及大尺度上開展CO2濃度升高所帶來的影響的研究,開展氣候和CO2濃度變化對作物生長和產(chǎn)量的共同影響研究,尤其是在限制狀況下的研究是十分必要的。2、溫度升高許多研究表明，隨著溫度升高作物中的干物質(zhì)及產(chǎn)量會下降。對稻類作物而言，溫度的升高首先會影響稻穗的不育率，在開花期高溫會阻止花粉囊裂開和花粉散發(fā)，致使授粉率和谷粒數(shù)量降低，不育率上升，產(chǎn)量下降。溫度升高還會改變作物的生長速率和生育期長