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植物对全球气候变化的响应

花匠小妙招
2024-09-28 16:43

植物对全球气候变化的响应
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全球气候变化的概念：
全球气候变化是指全球气候平均值和离差值两者中的一个或两者同时随时间出现了统计意义上的显著变化。
第2页，共5异,其中C3类作物增长率明显大于C4类作物，在CO2浓度为550μmol/mol时，C3和C4类作物的产量将分别增加10%-20%和0%-10%,这可能是由于C3和C4类作物对CO2 的同化途径和CO2 浓度饱和点不同决定的。
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一些学者最近也指出,模型预测结果也许过高地估计了CO2浓度升高对作物的影响，因为植物生理学家和模型研究者认识到，现实状况下存在着许多制约因素，例如虫害、杂草、营养状况、资源的竞争、土壤水分和空气质量等,从而抵消掉了CO2浓度增加带来的正效应。尽管目前已经将基于过程的模型应用在估算气候和CO2浓度变化对产量可能产生的影响上，有些研究还考虑了水和氮素对作物产量的限制作用，但仍需进一步在长期及大尺度上开展CO2浓度升高所带来的影响的研究,开展气候和CO2浓度变化对作物生长和产量的共同影响研究,尤其是在限制状况下的研究是十分必要的。
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2、温度升高
许多研究表明，随着温度升高作物中的干物质及产量会下降。对稻类作物而言，温度的升高首先会影响稻穗的不育率，在开花期高温会阻止花粉囊裂开和花粉散发，致使授粉率和谷粒数量降低，不育率上升，产量下降。温度升高还会改变作物的生长速率和生育期长度,从而影响产量。温度升高延长了作物的全年生长期,这对无限生长习性或多年生作物以及热量不足的地区有利,但对生育期短的作物生长不利。温度升高使作物生长发育速度加快,生育期缩短。研究表明,作物生长期间气温每升高1℃，水稻生育期将缩短7 ～8d, 冬小麦生育期将缩短17d,这就减少了作物光合作用积累干物质的时间。由此,夜间温度升高条件下,玉米、小麦和大豆产量的降低并不能全部归因于夜间呼吸速率的升高,水分利用效率的降低和生育期的缩短也是导致作物产量下降的原因之一。
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3、CO2浓度升高与温度升高的交互作用
二者的交互作用表现在以下几点：

（1）随着大气CO2 浓度的升高,净光合速率的最适温度会增加5～ 10℃；

（2） CO2 浓度的升高会降低光呼吸，从而增加净光合速率。

（3）当温度接近作物所能承受的上限温度时，不管CO2浓度如何,此时的温度都会对产量产生抑制作用。
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（4）温度的升高还可能会限制或改变CO2 浓度给作物带来的影响。

（5）作物生长期间温度的升高增加了作物对水分的需求,这会间接地降低CO2 浓度的正效应。
因此不可单纯说二者可以增加或减少作物产量。
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4、降水的变化
降水的增加或减少可能会改变土壤的蒸发、冠层的蒸腾和土壤水分含量,这些因素反过来又会对植物的功能以及水分的收支产生影响。在干旱和半干旱环境条件下，降水格局的变化对生态系统机理的影响甚至超过了CO2浓度和温度升高单一因子或两者共同作用的影响。
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除降水量减少及分配不均给农业生产造成损失外,极端降水事件的发生(如暴雨)也会给作物产量带来影响。
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5、气温日较差（DTR）的变化
白天温度增加与夜间温度增加会对作物生长产生不同的影响，作物的产量会随着DTR的变化而发生改变。若日平均气温不变，DTR变大对产物生长有利有弊。
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一方面,DTR的增加会使作物产量下降。这是因为日最高气温的增加会导致水分胁迫发生，光合速率下降而且与DTR 升高相联系的日最低温度的降低也可能会对寒冷地区的作物产生冻害或造成死亡从而导致减产。
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另一方面, 在某些情况下，DTR的增加往往与较高的太阳辐射相联系，这对作物产量形成非常有益,尤其是在施肥和灌溉良好的土地上。在作物生长和灌浆速率对最高和最低温度较敏感的情况下,较低的夜间温度会使作物生育期变长,从而可以生产出更多的干物质。较低的夜间温度还会使一些水果和坚果树作物受益,DTR的增加对它们的生长十分有利。
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6、极端天气气候事件
短期的极端气候事件,例如高温、暴雨和洪水,以及长期(一年内或几十年)的

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