氣候變化對(duì)大豆產(chǎn)量質(zhì)量的影響研究

王洪賓

摘 要：自18世紀(jì)60年代以來(lái)，工業(yè)革命如火如荼的進(jìn)行，使全球的商業(yè)經(jīng)濟(jì)得到了大幅的發(fā)展，與此同時(shí)，全球大氣的質(zhì)量問(wèn)題也不斷引發(fā)人們的重視和討論?？諝庵蠧O2等溫室氣體的濃度急劇升高，長(zhǎng)此以往，導(dǎo)致全球氣溫不斷升高和降水格局發(fā)生了變化。大氣中CO2濃度的升高、水分狀況的變化對(duì)大豆的生長(zhǎng)發(fā)育、品質(zhì)和生產(chǎn)產(chǎn)量等都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響[1]。文章著眼于全球氣候的變化對(duì)大豆產(chǎn)量和質(zhì)量產(chǎn)生的影響，從CO2濃度、溫度、水分脅迫等三方面來(lái)綜合分析氣候變化對(duì)大豆的生產(chǎn)影響，并力求在這個(gè)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究氣候變化對(duì)我國(guó)東北地區(qū)，尤其是吉林省大豆生產(chǎn)的影響。以期對(duì)未來(lái)大豆的生產(chǎn)情況和制定應(yīng)對(duì)氣候變化等提供研究依據(jù)。

關(guān)鍵詞：CO2濃度；氣候變暖；大豆產(chǎn)量

自18世紀(jì)60年代以來(lái)，人類(lèi)從事的關(guān)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一切活動(dòng)雖然促進(jìn)了人類(lèi)社會(huì)的大幅進(jìn)步，也導(dǎo)致對(duì)環(huán)境造成了一系列的破壞。自1750年以來(lái)，大氣中的CO2、CH4及氮氧化物等大氣成分的濃度不斷升高，經(jīng)過(guò)近幾年的資料調(diào)查顯示，據(jù)目前的空氣評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)下空氣中的CO2的濃度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)接近甚至超過(guò)了工業(yè)革命時(shí)期的最高值。我們知道，CO2是最為主要的一種致使溫室效應(yīng)的氣體，大氣中，CO2濃度的不斷升高，除了引發(fā)全球氣溫升高、海平面上升、降水量格局產(chǎn)生變化外，還對(duì)我國(guó)一些農(nóng)作物的種植和產(chǎn)量也產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。據(jù)農(nóng)業(yè)部的調(diào)查資料顯示，20世紀(jì)以來(lái)，全球大陸的降水量大約增加了2%左右，但這只是就總體而言，各地的表現(xiàn)并不一致[2]。例如在我國(guó)的東北地區(qū)、華北中南部地區(qū)，及其附近的黃淮海平原、山東半島及其周?chē)糠值貐^(qū)的降水量，在近幾年來(lái)都呈現(xiàn)出了不同程度的減少趨勢(shì)。因此，綜上所述，我們發(fā)現(xiàn)，CO2的升高不僅導(dǎo)致了全球的平均溫度普遍升高、各地降水的格局逐漸發(fā)生改變外，還對(duì)各類(lèi)植物的生長(zhǎng)過(guò)程、農(nóng)作物的產(chǎn)量、灌溉的次數(shù)和面積、糧食作物的品質(zhì)等均產(chǎn)生了極其重要的影響。以大豆為例，它是我國(guó)種植面積最為廣泛、產(chǎn)量較多、最為主要的農(nóng)作物之一，所以近年來(lái)氣候的不斷變化對(duì)大豆產(chǎn)生的的影響也就格外引人重視。文章從CO2濃度升高對(duì)大豆產(chǎn)生的影響入手，旨在為未來(lái)合理規(guī)劃大豆的生產(chǎn)模式、生產(chǎn)規(guī)模應(yīng)對(duì)氣候的變化提供出有實(shí)際作用的指導(dǎo)建議。

1 溫室氣體——CO2濃度的增加對(duì)大豆的影響

1.1 從生理指標(biāo)上的影響來(lái)看

各類(lèi)植物在進(jìn)行光合作用時(shí)都需要CO2，可以說(shuō)它是植物進(jìn)行正常生長(zhǎng)時(shí)的必需品。短期內(nèi)CO2濃度的升高會(huì)促進(jìn)植物光合作用的增強(qiáng)，這樣有利于植物的生產(chǎn)[3]。但如果長(zhǎng)此以往，CO2的濃度居高不下，逐漸的將會(huì)使得植物對(duì)將使植物對(duì)CO2逐漸產(chǎn)生依賴，甚至這種依賴性會(huì)越來(lái)越深，場(chǎng)次發(fā)展下去，這樣發(fā)展下去，CO2對(duì)植物進(jìn)行光合作用時(shí)的速度和效率會(huì)隨著時(shí)間的不斷延長(zhǎng)而逐漸降低甚至消失。再次，在高濃度的CO2影響下，植物的生長(zhǎng)量會(huì)出現(xiàn)加速反應(yīng)，植物體內(nèi)的N的濃度也會(huì)隨之降低。我們知道，N會(huì)促進(jìn)植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的吸收，當(dāng)?shù)臐舛炔蛔阋怨┙o給植物時(shí)，即氮的含量限制了植物體內(nèi)正常的生陳代謝，滿足不了植物正常的生長(zhǎng)需求了。由此觀之，超過(guò)正常值范圍的高濃度的CO2不僅會(huì)影響大豆植物體內(nèi)的碳氮平衡，還會(huì)影響到大豆正常的生長(zhǎng)周期和產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2 對(duì)大豆生長(zhǎng)周期與生產(chǎn)品質(zhì)的影響

隨著空氣中CO2濃度的不斷盤(pán)升，不僅大大促進(jìn)了植物光合效用，還有效提高了植物對(duì)水分的充分利用率，和兩個(gè)因素的提高在一定情況下大大縮短了大豆的生長(zhǎng)周期和生產(chǎn)品質(zhì)。拿冬小麥為例，在CO2濃度增加的影響下，冬小麥的抽穗、開(kāi)花和乳熟期大約會(huì)提前2天到4天。

高濃度的CO2影響之下，大豆的葉面積也可以增加18%之多，種子的產(chǎn)量也增加了27%之多。

1.3 對(duì)大豆農(nóng)作物生產(chǎn)質(zhì)量的影響

眾所周知，農(nóng)作物的生產(chǎn)產(chǎn)量的多寡和農(nóng)作物的品質(zhì)的優(yōu)良會(huì)受到很多因素的影響。這些因素有來(lái)自大自然的外界條件影響，也有來(lái)自人為條件的影響。就外界因素來(lái)說(shuō)，植物體自身的遺傳基因、植物生長(zhǎng)的外部環(huán)境等對(duì)植物的生產(chǎn)產(chǎn)量和生產(chǎn)品質(zhì)的影響尤為突出。隨著大氣之中CO2濃度的不斷增高，農(nóng)作物自身的光合作用會(huì)伴隨這個(gè)過(guò)程逐漸增強(qiáng)[4]，除此之外，植物體根系的吸收能力也會(huì)不斷提高，例如，對(duì)各種礦物元素的吸收能力大大提高。這些能力的提高將會(huì)很有利于提高農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。但事物都是具有兩面性的，物極必反，CO2濃度的不斷增高雖然會(huì)有利于提高農(nóng)作物的生產(chǎn)品質(zhì)，但長(zhǎng)此以往，植物體內(nèi)的含碳量會(huì)不斷增加，而植株的含氮量濃度就會(huì)相對(duì)的減少，在此影響下，農(nóng)作物含有的蛋白質(zhì)含量也會(huì)隨之減少。進(jìn)而會(huì)影響到農(nóng)作物的生產(chǎn)品質(zhì)，這也是一直困擾廣大農(nóng)學(xué)家的問(wèn)題之一。

2 氣溫的不斷攀升對(duì)大豆生產(chǎn)產(chǎn)生的影響

2.1 對(duì)大豆生長(zhǎng)產(chǎn)量的影響

總體而言，溫度升高對(duì)于植物的生長(zhǎng)發(fā)育來(lái)說(shuō)，是弊大于利的。具體而言，溫度的升高，會(huì)促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育速度的加快，大大縮短植物的生長(zhǎng)期限。并且溫度的升高還會(huì)導(dǎo)致植物光合速度的下降，導(dǎo)致作物的呼吸作用加強(qiáng)，進(jìn)而影響農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。氣溫升高對(duì)大豆的生產(chǎn)影響也極為明顯，但不同地區(qū)的影響也是不一樣的[5]。對(duì)于一些地處在中、高緯度的地區(qū)而言，總體而言，氣溫的不斷升高是有利于提高大豆的生產(chǎn)產(chǎn)量的。例如東北的吉林省，大豆的種植面積很廣，氣候變暖將影響土壤中根瘤菌的存活，這明顯改善了大豆的生育期條件，進(jìn)而大大促進(jìn)了大豆的生產(chǎn)產(chǎn)量的提高。

2.2 對(duì)大豆生產(chǎn)品質(zhì)的影響

溫度的不斷升高對(duì)大豆的生產(chǎn)品質(zhì)也不斷的產(chǎn)生著深刻的影響。例如根據(jù)著名科學(xué)家Piper等人的研究表明，溫度的變化不僅可以改變大豆植株體內(nèi)的油分和碳水化合物的含量，也會(huì)改變大豆植株體內(nèi)的糖含量和淀粉含量也會(huì)隨著溫度的不斷生升高而有所改變。但溫度對(duì)大豆生產(chǎn)品質(zhì)的影響也會(huì)因地而異。例如在吉林等地，隨著溫度的升高，大豆的油分含量和蛋白質(zhì)含量卻呈現(xiàn)出不斷升高的趨勢(shì)。科學(xué)家Caldwell的研究表明，高溫促使大豆的異黃酮含量大大降低，這些因素的綜合疊加會(huì)對(duì)大豆的生產(chǎn)品質(zhì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我們發(fā)現(xiàn)，空氣中CO2濃度的不斷升高不僅可以不斷促進(jìn)大豆的光合作用，還會(huì)縮短大豆的生長(zhǎng)周期，提高大豆的生產(chǎn)品質(zhì)。結(jié)合目前國(guó)內(nèi)對(duì)CO2濃度升高的研究發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)、不同品種的大豆會(huì)呈現(xiàn)出不同的影響趨勢(shì)。以吉林地區(qū)為例，空氣中CO2濃度升高除了引發(fā)的溫度升高之外，還大大縮短了大豆的生長(zhǎng)期，也有利于大豆生產(chǎn)品質(zhì)的提升。針對(duì)于此，我們很有必要進(jìn)行更積極的深入研究，以期提高對(duì)氣候變化的適應(yīng)能力。

參考文獻(xiàn)

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