氣候變暖對高寒地區(qū)植物生長與物候影響研究

徐踐

摘要：地球表面覆蓋植被的過度減少，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)能力生長情況。全球變暖對于植物產(chǎn)生的影響可以通過物候和植物生長間接反映，因為他們對氣候變化比較敏感，其容易被檢測。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，以及氣候變暖對高寒地區(qū)植被的影響，文章對此進(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：Q948. 112

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

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

生態(tài)系統(tǒng)中的水分、養(yǎng)分、能量的流動，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，高寒植被因長期處于低溫環(huán)境，所以其對氣候變暖的反應(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)的研究已勢在必行。氣候變暖對高寒植物造成的影響可通過敏感度高、易于檢測的植物生長、物候兩指標(biāo)體現(xiàn)，兩指標(biāo)的變化也將直接對生態(tài)系統(tǒng)碳收支產(chǎn)生影響。在全球變暖的大背景下，高寒植物的生長和物候?qū)艿接绊懓l(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。文章就氣候變暖對高寒植物生長、物候產(chǎn)生的影響展開了研究。

1 增溫對高寒植物的影響

本研究選取青藏高原高寒草甸區(qū)的高寒植物來進(jìn)行增溫實驗的模擬，以達(dá)到探究增溫對高寒植被產(chǎn)生何種影響的目的。實驗樣地地勢較為平坦、植被分布均勻且處于天然、非放牧區(qū)的狀態(tài)。通過實施縝密的試驗計劃得到高寒植物在不同增溫處理下的變化趨勢。植被指標(biāo)的變化趨勢可大致分為三類：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℃的趨勢大于增溫0℃和增溫3℃的趨勢，0℃和3℃的趨勢基本相同;第三類根冠指標(biāo)的變化趨勢呈現(xiàn)為逐漸減小。通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的分析研究得出結(jié)論，增溫會對高寒植被帶來正效應(yīng)的影響，而溫度持續(xù)升高則對植被產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。同時，短期增溫對高寒植被的影響并不明顯。

2 增溫對植物生長的影響

植物高度是青藏高原高寒草地極易測的生長指標(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)而得出增溫對植物生長產(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)相反的增長趨勢，較高海拔地區(qū)植被呈現(xiàn)增長趨勢，而較低海拔地區(qū)的植物則呈現(xiàn)逐漸矮化的趨向;但總體來說，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，植被的新陳代謝率會升高，植物體型卻隨之減小。所以，氣候變化對于植物高度的影響不能得到明確結(jié)論，故其對高寒植被生長產(chǎn)生的影響也無法判斷。

3 氣候變暖對物候的影響

研究表明矮嵩草草甸植物的物候期會因溫度的增加發(fā)生較大的變化，溫度會使此植物種群的生長期平均延長4.95d，其中若在營養(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)致植物的生長期比正常年景的植物增長22d。故對于高寒植被，增溫一般能加快其植物物候的進(jìn)程，延長其生長季，促進(jìn)其植物生長發(fā)育。

對于植物間的相互影響，植被對大氣界面層的反饋，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）植物成熟時間和秋季霜凍時間重疊，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，可能會加大種間競爭，導(dǎo)致某些物種淘汰滅亡。

4 結(jié)論

綜上所述，氣候變暖會影響高寒植物生長、物種。首先溫度升高對高寒植被產(chǎn)生正效應(yīng)，而一旦溫度持續(xù)升高，則會對植物產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)，同時，短期增溫對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)相反的增長趨勢，較高海拔地區(qū)植被呈現(xiàn)增長趨勢，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)程會伴隨溫度升高而加快，從而使生長季延長，但相應(yīng)地也會因物候的變化而承擔(dān)一定的生存風(fēng)險。

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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