气候变化因子对农业生态系统影响的研究
时间：2021-01-29 07:58:08 来源：达达文档网 本文已影响 人 
【摘 要】人类社会进入二十一世纪的前半叶的时期内，气候变化一直对人类产生了广泛而深刻的影响，特别是对农业生态系统的发展影响深远。本文在探索气候变化因子对农业生态系统的影响机制，通过分析在温度升高和不同降雨量的情况下，农作物个生育期的光合作用，叶绿素，气孔导度，胞间CO2浓度，分蘖数等的正负效应变化，解释气候变化对农作物的生长发育的影响机理。
【关键词】农业生态系统 气候因子 营养性能 净光合作用速率
一、引言
全球气候变化是自二十世纪七，八十年代以来最吸引人类眼球的环境和科学问题之一，它引起了各国的环境科研学者和政府的重视。而气候变化是直接作用在农业生态系统，所以农业生态系统是气候变化的直接反应机制，然而以半干旱为主背景的我国西北地区，对气候变化的反应十分敏感，这是由于该地区特殊的水文和地理条件，所以西北地区对气候变化后的适应性能力十分有限，这样使得农作物受气候变化的影响会更加严峻，特别是对农业生态系统的经济损失巨大。本文在以往的各研究成果的理论基础之上，针对性地改变单方面的影响因子，模拟气候变化的影响因子加深对农作物生长规律的探讨，从而在原有的基础上系统地概括和综合气候变化对西北半干旱地区农作物的基本影响特征和规律，这对西北半干旱的农业生产活动具有十分明显的现实意义。
二、气候变化因子温度对农作物的影响
由于大气环境中有温室效应，而造成温室效应的气体主要集中在大气圈层对流层的下垫面，从而使靠近土壤圈的温度升高，在西北地区气温升高使农作物的生长周期发生了改变，以中国气象局定西干旱气象与生态环境试验基地春小麦为例，气候变化使春小麦的种植期平均提高了10d左右，使春小麦的生长周期缩短了11—42d，而当地的农作物由于对新环境的适应能力比较差，这从而直接影响农作物的产量在原有的基础之上减少了3.2﹪--9.4﹪。同时气候变化会造成农作物的营养性能降低，由于温度的变化使农作物对体内必须微量元素和痕量元素的吸收能力的影响，使农作物体内的金属元素的比例失调，这将直接导致西北半干旱地区农作物的营养性能水平下降。
三、气候变化对土壤水分的影响
由于实验地区的平均降水量都在500mm左右，而且降水多集中在夏秋两季，用Peman-monteith公式计算西北半干旱地区水分的蒸发率。由于太阳辐射强度大，光照强烈，光照日时间长，大气中的CO2浓度升高和大气环境温度的升高使土壤上层的水分的蒸发率会有明显的变化，从而直接影响农业生态系统的规律。通过对大气降水量和土壤的水分蒸发量的比较，发现在全年土壤水分属于负盈亏的状态，如果常年处于这种负盈亏的状态可能是半干旱土壤变为干旱土壤，所以气候变化对当地土壤的水分的影响不容小觑。
四、气候变化因子CO2浓度对农作物的影响
大气环境中的CO2浓度直接影响农作物的光合作用速率，在以往的科研结果的分析得出，一般情况下CO2浓度的升高会使光合作用速率提高，但在不同的生态环境中，由于一系列大气和土壤条件控制，农作物的增长速率不一。在模拟大气环境OTC试验（相同的气象背景不同的CO2浓度条件）中分析出，大气中的CO2浓度为780umolco2/mol左右比正常条件下CO2浓度400umolco2/mol的净光合作用速率提高1.5倍，叶绿素含量提高1.78倍左右，但是有大量的研究表明，大气环境中CO2浓度升高，在相对较短的时期内会使农作物的的净光合速率上升，但随着时间的推移，农作物的净光合作用速率将会恢复到原有的基础，甚至可能会有所下降，这可能是光合驯化的的作用，导致农作物体内的叶绿素的核酮糖二磷羟化酶（rubisco）活力下降以及光合作用产物的“源—库”平衡受到破坏，所以CO2浓度的变化可以破坏农业的生态平衡。同时CO2浓度的升高，会使农作物的营养性能的降低，由于在环境中存在大量的CO2，而农作物的光合作用吸收环境中大量CO2，使农作物体能的营养C大量增加，而营养N在原有的基础上有所下降，这样使农作物体内的C/N比升高，从而是蛋白质含量降低，导致农作物的营养性能降低。
五、在气候变化下的农业生态的研究措施
（一）在现有的农作物的品种之中，培育优质，抗温性强的的品种进行选育培养，调整农业布局和提高复种指数，从而抗御气候变化带来的不良因子。
（二）在当地农业的基础设施之上，合理地发展现代化的农业基础设施。根据当地农作物在气候变化因子的条件下有助于最大产量化，可以合理的利用现代化的科技农业设备，根据试验地区农作物最佳生长客观需要，合理改变或调整环境气象条件，营造出一个生态循环条件从而有助于农作物的生长。通过改变生长环境来充分利用气候变化带来的有利因素。
（三）因为气候变化容易造成土壤中有机物质的加速分解，而植物在一定生长时期内对有机物质的吸收利用的能力有限，所以会造成土壤的肥力下降，所以在种植的应在土壤里施用有机肥料，保证土壤的有机肥力。
（四）由于在实验地区的当下农业种植模式是广种薄收，经营粗放，低投入，低产量和多品种的种植模式，我们可以在它现有的种植模式上增加重点经营，广种丰收的运营模式。
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作者简介：张兵兵（1992年5月）男，苗族，贵州省铜仁地区德江县人
