大氣CO2倍增條件下冬小麥氣體交換對高溫干旱及復(fù)水過程的響應(yīng)

郭麗麗 張茜茜 郝立華 喬雅君 陳文娜 盧云澤李 菲 曹 旭 王清濤 鄭云普

1河北工程大學(xué)水利水電學(xué)院, 河北邯鄲 056038； 2河北雄安新區(qū)生態(tài)環(huán)境局, 河北雄安 071700； 3河北工程大學(xué)園林與生態(tài)工程學(xué)院,河北邯鄲 056038

自18世紀(jì)中后期西方工業(yè)革命以來, 大量化石燃料的使用、森林的砍伐以及土地利用方式的轉(zhuǎn)變, 導(dǎo)致大氣CO2濃度平均每年增加約2 μmol mol-1[1]。目前, 大氣CO2濃度已經(jīng)超過400 μmol mol-1, 預(yù)計(jì)21世紀(jì)末將繼續(xù)升高至800μmol mol-1[2]。與此同時(shí), 由于大氣CO2濃度升高導(dǎo)致的溫室效應(yīng)引起全球范圍內(nèi)的氣候變暖, 到本世紀(jì)末全球的平均氣溫將升高 1.4℃～5.8℃[3]。另外, 氣候變暖將進(jìn)一步影響到全球的降水分配格局, 從而使季節(jié)性降水分布不均勻,致使區(qū)域性的極端干旱事件頻繁發(fā)生[4]。以往的氣候模型預(yù)測結(jié)果表明, 大氣 CO2濃度升高將增加中高緯度地區(qū)的干旱程度和發(fā)生極端干旱事件的次數(shù)[5], 且高溫“熱浪”事件的發(fā)生頻率及范圍日益增加[6]。因此, 深入探討植物對CO2濃度倍增、高溫和水分等多個(gè)環(huán)境因素的協(xié)同響應(yīng)機(jī)理有助于提高生態(tài)過程模型的模擬精度, 以準(zhǔn)確預(yù)測未來全球氣候變化對不同類型生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響, 尤其是直接關(guān)系到人類糧食安全的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化響應(yīng)的相關(guān)研究備受學(xué)者們的廣泛關(guān)注。

冬小麥(Triticum aestivumL.)為一種廣泛分布的C3物種, 也是世界上許多國家或地區(qū)最重要的糧食作物之一。作為中國北方地區(qū)普遍種植的關(guān)鍵糧食作物, 冬小麥在華北平原區(qū)的種植面積高達(dá)總耕地面積的 40%[7]?！?br>