氣候變暖對(duì)高寒地區(qū)植物生長(zhǎng)與物候影響研究

徐踐

摘要：地球表面覆蓋植被的過(guò)度減少，致使溫室效應(yīng)不斷積累，最終導(dǎo)致氣候變暖。伴隨著全球變暖話題熱度的升高，科學(xué)家愈發(fā)關(guān)注高寒地區(qū)植物在全球變暖環(huán)境下的適應(yīng)能力生長(zhǎng)情況。全球變暖對(duì)于植物產(chǎn)生的影響可以通過(guò)物候和植物生長(zhǎng)間接反映，因?yàn)樗麄儗?duì)氣候變化比較敏感，其容易被檢測(cè)。為更加透徹地了解高寒地區(qū)植被在全球變暖的環(huán)境下形成的生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)急機(jī)制，以及氣候變暖對(duì)高寒地區(qū)植被的影響，文章對(duì)此進(jìn)行了分析研究。

關(guān)鍵詞：氣候變暖;高寒植物;物候

中圖分類號(hào)：Q948. 112

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672 - 9129（ 2018） 12 - 0081 - 01

生態(tài)系統(tǒng)中的水分、養(yǎng)分、能量的流動(dòng)，以及某些生物化學(xué)反應(yīng)速率均受到溫度這一指標(biāo)的影響，高寒植被因長(zhǎng)期處于低溫環(huán)境，所以其對(duì)氣候變暖的反應(yīng)最為敏感。高寒植被是陸地植物光和器官、支持器官、掉落物碳庫(kù)的直接組成部分，故其是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。然而，該植物極度脆弱的性質(zhì)使其面對(duì)全球變暖和人類的干擾表現(xiàn)出高度敏感性，哪怕遇到一絲絲的破壞都有可能使它難以在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)，甚至導(dǎo)致草地退化、土壤沙漠化等，因此進(jìn)一步強(qiáng)化高寒植被生態(tài)系統(tǒng)的研究已勢(shì)在必行。氣候變暖對(duì)高寒植物造成的影響可通過(guò)敏感度高、易于檢測(cè)的植物生長(zhǎng)、物候兩指標(biāo)體現(xiàn)，兩指標(biāo)的變化也將直接對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳收支產(chǎn)生影響。在全球變暖的大背景下，高寒植物的生長(zhǎng)和物候?qū)?huì)受到影響發(fā)生改變，繼而影響陸地植物的光合器官、支持器官和凋落物碳庫(kù)。文章就氣候變暖對(duì)高寒植物生長(zhǎng)、物候產(chǎn)生的影響展開(kāi)了研究。

1 增溫對(duì)高寒植物的影響

本研究選取青藏高原高寒草甸區(qū)的高寒植物來(lái)進(jìn)行增溫實(shí)驗(yàn)的模擬，以達(dá)到探究增溫對(duì)高寒植被產(chǎn)生何種影響的目的。實(shí)驗(yàn)樣地地勢(shì)較為平坦、植被分布均勻且處于天然、非放牧區(qū)的狀態(tài)。通過(guò)實(shí)施縝密的試驗(yàn)計(jì)劃得到高寒植物在不同增溫處理下的變化趨勢(shì)。植被指標(biāo)的變化趨勢(shì)可大致分為三類：高度和地上生物量，蓋度、總生物量和地下生物量這兩類治標(biāo)的變化趨勢(shì)均為先增加后減小，不同的是高度和地上生物量在增溫3℃、1 ℃、0℃三種溫度下的趨勢(shì)大小依次降低;而蓋度、總生物量和地下生物量這一指標(biāo)則是增溫1℃的趨勢(shì)大于增溫0℃和增溫3℃的趨勢(shì)，0℃和3℃的趨勢(shì)基本相同;第三類根冠指標(biāo)的變化趨勢(shì)呈現(xiàn)為逐漸減小。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的分析研究得出結(jié)論，增溫會(huì)對(duì)高寒植被帶來(lái)正效應(yīng)的影響，而溫度持續(xù)升高則對(duì)植被產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。同時(shí)，短期增溫對(duì)高寒植被的影響并不明顯。

2 增溫對(duì)植物生長(zhǎng)的影響

植物高度是青藏高原高寒草地極易測(cè)的生長(zhǎng)指標(biāo)，本研究利用植物高度的變化反應(yīng)植物根冠比的變化，進(jìn)而得出增溫對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生何種影響的結(jié)論。研究中較高海拔地區(qū)（4500m）和較低海拔地區(qū)（3400m）的植物高度出現(xiàn)相反的增長(zhǎng)趨勢(shì)，較高海拔地區(qū)植被呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，而較低海拔地區(qū)的植物則呈現(xiàn)逐漸矮化的趨向;但總體來(lái)說(shuō)，氣候變暖溫度升高可促進(jìn)高寒植物高度增加。最新研究表明，受全球變暖影響，動(dòng)植物的體型普遍在”縮水”，全球平均氣溫每上升1℃，植物體型可能縮小3%～17%。由對(duì)于植物，其新陳代謝、體型、溫度之間的關(guān)系都是相互作用的。溫度升高時(shí)，植被的新陳代謝率會(huì)升高，植物體型卻隨之減小。所以，氣候變化對(duì)于植物高度的影響不能得到明確結(jié)論，故其對(duì)高寒植被生長(zhǎng)產(chǎn)生的影響也無(wú)法判斷。

3 氣候變暖對(duì)物候的影響

研究表明矮嵩草草甸植物的物候期會(huì)因溫度的增加發(fā)生較大的變化，溫度會(huì)使此植物種群的生長(zhǎng)期平均延長(zhǎng)4.95d，其中若在營(yíng)養(yǎng)期和結(jié)果期增溫促使物候期始期提前，若在花期增溫則促使物候期末期延遲。此前研究也表明，溫度增高導(dǎo)致植物的生長(zhǎng)期比正常年景的植物增長(zhǎng)22d。故對(duì)于高寒植被，增溫一般能加快其植物物候的進(jìn)程，延長(zhǎng)其生長(zhǎng)季，促進(jìn)其植物生長(zhǎng)發(fā)育。

對(duì)于植物間的相互影響，植被對(duì)大氣界面層的反饋，碳、氮、水等主要的生態(tài)系統(tǒng)，植物物候扮演者舉足輕重的角色，所以物候的變化可能影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。此前研究表明，物種與物種或物種與環(huán)境間的相互作用關(guān)系可能會(huì)因植物物候變化而隨之發(fā)生改變，主要體現(xiàn)在以下四方面：（1）植物提前展葉或開(kāi)花，使植物芽、葉或花遇到春季霜凍的可能性增加;（2）植物成熟時(shí)間和秋季霜凍時(shí)間重疊，物種生殖失敗的可能性增大;（3）物種間物候變化不同期，可能致使物種間彼此的相互作用脫節(jié);（4）各物種物候變化的差異，可能會(huì)加大種間競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致某些物種淘汰滅亡。

4 結(jié)論

綜上所述，氣候變暖會(huì)影響高寒植物生長(zhǎng)、物種。首先溫度升高對(duì)高寒植被產(chǎn)生正效應(yīng)，而一旦溫度持續(xù)升高，則會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)，同時(shí)，短期增溫對(duì)高寒植被的影響并不明顯;其次，較高海拔地區(qū)（4500m）和較低海拔地區(qū)（3400m）的植物高度出現(xiàn)相反的增長(zhǎng)趨勢(shì)，較高海拔地區(qū)植被呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，而較低海拔地區(qū)的植物則呈現(xiàn)逐漸矮化的趨向;最后，在高寒生態(tài)系統(tǒng)條件下，植物的物候進(jìn)程會(huì)伴隨溫度升高而加快，從而使生長(zhǎng)季延長(zhǎng)，但相應(yīng)地也會(huì)因物候的變化而承擔(dān)一定的生存風(fēng)險(xiǎn)。

自然環(huán)境與我們的生存息息相關(guān)，保護(hù)綠色植物，保護(hù)自然，營(yíng)造綠色、健康、可持續(xù)的生態(tài)環(huán)境是我們當(dāng)下最緊要的任務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

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