公务员期刊网 精选范文 气候变化对植物的影响范文

气候变化对植物的影响精选(九篇)

气候变化对植物的影响

第1篇:气候变化对植物的影响范文

关键词:气候变化;中国农业;农业生产;农业气象

气候变化问题已引起国际上广泛的关注,气候变化无疑会对农业产生有利或不利的影响。在中国,农业具有举足轻重的地位,其中10亿多人口直接依赖农业生存。气候变化诱发的自然灾害等问题可能会使中国农业在气候变化的压力下相当脆弱。此外,人口增加、水资源短缺等问题,更加剧了气候变化下中国农业的脆弱性。所以,气候变化将使中国农业面临更加严峻的挑战。

一、气候变化对农业气候资源的影响

1、气候变化对光资源的影响

中国总辐射量在20世纪60―80年代呈减少趋势,90年代后有所回升,但总体呈下降势。1956―2002年间,全国平均年日照时数具有明显的下降趋势,20世纪90年代初以后变化趋于和缓,减少趋势最明显的地区是华北和华东地区,黄土高原中东部下降也比较明显。辐射减少可能与火山喷发、城市和工矿业发展引起的空气污染物排放量有关,实际观测与数值模拟也表明气溶胶的增加导致直接辐射的降低,作物的光合有效辐射量随之减少,减少的趋势是渐缓的,冬小麦比水稻的减少趋势更明显。

2、气候变化对热量资源的影响

近50年,除四川东北部和南部地区的气温略有下降外,全国大部地区呈明显的上升趋势,气温升高最显著的地区是华北、内蒙古东部和东北地区。气候生长期有较为明显的增长趋势,平均增长速率为每年0.16天。近47年,全国无霜冻期以每10年3.4天的气候倾向率延长。东北、西北积温增加明显。未来各种排放情景下,以冬季的变暖最明显。区域分布为青藏高原增温最大,东北、西北、华北次大,其余地区则由东南向西北递增分布。CO2浓度增加越多对温度的影响就越大,温度升高幅度越明显。

3、气候变化对水分资源的影响

近50年,中国年平均降水量变化势不明显,但区域降水量变化波动较大,西部、华南降水呈增加趋势,华北、东北和西北东部降水呈减少趋势。华北每10年减少20~40mm,华南与西南地区每10年增加20~60mm。未来各种排放情景下降水变化分布基本一致,年降水增加显著区域为华北、西北及东北地区,长江中下游沿岸及其以南地区有小幅度增加。

温度升高,导致作物需水量发生变化。利用比较宏观和简化的内岛善兵卫公式发现温度升高对蒸发率的影响夏季大于冬季,北方大于南方。CO2倍增时,1月北方月蒸发率增加约 10%,南方增加4%;7月北方增加18%,南方增加约 10%。未来温度上升,在其他气象要素保持不变的情景下,华北地区不同作物的需水量对气候变暖的响应存在差异,其中冬小麦需水量增加最大,棉花次之,夏玉米最小,业已紧张的水资源供需矛盾将更加突出。

二、科学应对气候变化,保障我国粮食安全

应对全球气候变化,规避极端气象和气候灾害风险,农业产业结构和种植制度调整将面临一个新的课题。气象观测年序列增长、气候变化或短期气候异常也迫使人们重新认识一个地区的农业气候资源,需要修改以往利用较少年数资料得到的气候资源的农业分析和区划结果;改变以往仅考虑热量和最低温时间来确定作物种植界线的做法,进而需要考虑气候变暖和变干的趋势给气候资源带来的影响。

1、优化我国农业种植制度

优化种植制度是适应气候变化最重要的且能立竿见影的技术手段。利用我国长时间序列的加密气象观测数据,分析我国以及我国不同区域的气候变化趋势,分析未来气候变化对农业的可能影响,分析当前气候变化和未来气候变化对光、热、水资源重新分布和农业气象灾害分布格局的影响,充分利用气候变化带来的热量资源增加、复种指数增加等优势,规避高温热害、干热风、干旱等气候变化带来的不利因素,进而改进作物布局,科学的调整种植制度,趋利避害,减缓气候变化的不利影响,保证粮食生长的高产稳产。

2、调整作物种植结构(趋利避害)

合理调整作物种植结构可以趋利避害,合理利用气候资源而规避气候变化带来的风险。例如甘肃近些年玉米及马铃薯种植面积有所增加,小麦播种面积有所下降,调整了作物种植比例而提高了当地农民收入;而在洪灾多发的两湖平原,通过发展早熟早稻品种与迟熟晚稻组合搭配错开洪涝高峰期,部分实现了农业避洪减灾。可见合理调整作物种植结构可以减少气候变化的负面影响,由于我国气候类型多样,应该开展适应当地气候变化的作物种植结构研究,调整种植结构,研究和探索适合当地气候条件的种植结构,促进农业增产增收。

3、加强农业基础设施,提高农业抗灾能力

加强农业基础设施和农田基本建设。开发高效灌溉和节水技术,扩大灌溉面积;强化综合防治气象灾害的工程设施建设,科学地推进农业现代化的进程,从而增强农业的生产能力和抵御灾害风险的能力。

4、发展现代生物技术,选育抗逆品种

发展生物技术是重要的应对策略。选育适应气候变化的新品种。要加强光合作用、生物固氮、生物技术、抗御逆境等生物控制技术开发,培育抗逆性强、高产优质的作物品种是最根本的适应性对策之一。然而作物育种周期较长,需要长期持续的研究推进。

参考文献:

[1]林而达,王厚煊,王京华等.全球气候变化对中国农业影响的模拟[M].北京:中国农业科技出版社,1997.

[2]顾益康,袁海平.中国农业安全问题思考[J].农业经济问题,2010,131(4):53-57.

[3]马宗晋,高庆华.中国第四纪气候变化和未来北方干旱灾害分析[J].第四纪研究,2004,24(3):245-251.

[4]钱维宏,符娇兰,张玮玮.近40年中国平均气候与极值气候变化的概述[J].地球科学进展,2007,22(7):673-684.[5]

第2篇:气候变化对植物的影响范文

关键词:气候变化;毛白杨花芽;开放期;影响

中图分类号:P532 文献标识码:A

引言

在中国历史气候变化研究中,物候被认为是最可靠的代用指标之一。随着全球气候变暖,植物物候对气候变化的响应研究越来越受到重视,近100a来全球增温现象明显,平均气温上升了(0.74±0.18)℃。据国内外许多关于植物物候对气候变化的响应研究报道:由于气候变暖,很多物候现象出现了明显变化,如春季物候期提前,秋季物候期推迟,植物生长季延长;Sparks等也指出:全球气温升高3.5℃,植物春季开花期就约提前2周;张福春等研究认为,北京地区年平均气温升高1.0℃,春季物候期就提前3.7d。通常,植物物候期对气候变化的响应由于植物种类、种植季节、种植区域的不同而存在差异,对于气候因素来说,气温是影响植物物候的早晚波动的主要气象因子,利用植物物候资料即可判断并预测出温度的变化。本文利用胶州市多年的毛白杨花芽开放期的物候资料及气候资料,根据不同时段的温度、降水、日照时数对毛白杨花芽开放期的影响作出分析探讨。

1 资料来源

选用胶州农业气象观测站代表性物种毛白杨1986~2011年的物候期观测资料,分析气候变化对春季物候毛白杨花芽开放期的影响;所用气候数据选自胶州一般国家气象站1986~2011年的地面观测资料。

2 胶州毛白杨花芽开放期的变化趋势研究

以当年1月1日为起点将毛白杨花芽开放期进行标准化,计算出按年顺序的累计天数Julian日,即距离1月1日的天数,然后利用毛白杨花芽开放期Julian日与年份进行一元线性回归,回归方程为y=a0+a1x,其中趋势变化率a1称为倾向率,采用经验正交多项式确定系数,代入方程式,即可分析毛白杨花芽开放期的变化趋势。

通过分析可以发现,胶州毛白杨的花芽开放期呈延迟的趋势,其趋势倾向率为0.3863d/a,其中1989~1991年花芽开放期最早,随后自2000年开始呈现明显的延迟趋势。所以,目前胶州地区的毛白杨花芽开放期呈延迟趋势。

3 气象因子对胶州毛白杨花芽开放期的影响

经研究表明,植物物候期的变化与一定时间的气象条件密切相关。根据胶州毛白杨花芽开放期的平均日期为3月1日,本文主要研究1986~2011年每年1月1日至3月1日的平均温度、降水量、日照时数的变化对胶州白杨花芽开放期的影响,得出其之间的相关系数。

通过分析发现,胶州的毛白杨花芽开放期与同时段的温度呈显著负相关关系,即温度升高,毛白杨花芽开放期提前;与同时段的降水和日照的关系均未通过0.05的显著性检验,由此可见降水、日照条件对毛白杨花芽开放期的影响相对于温度条件较不明显。

4 结论

利用近28a的物候及气候整编资料,对胶州毛白杨花芽开放期进行趋势倾向率统计分析并研究其与同期温度、降水、日照之间的相关性,得出如下结论:

4.1胶州毛白 杨花芽开放期, 1989~1991年花芽开放期最早,随后自2000年开始到目前呈现明显的延迟趋势,其趋势倾向率为0.3863d/a。

4.2胶州的毛 白杨花芽开放期与同时段的温度呈显著负相关关系,即温度升高,毛白杨花芽开放期提前,温度降低,毛白杨花芽开放期延后;而同时段降水和日照对毛白杨花芽开放期的影响不显著。

参考文献

[1]竺可桢,宛敏渭.物候学[M].湖南教育出版社,1999.

[2]徐雨晴,陆佩玲,于强.近50年北京树木对气候变化的响应[J].地理研究,2005,24(3):412-420.

[3]祁如英,樊萍.青海小叶杨叶芽开放期变化及其对气候变化的响应[J].气象,2005,31(9):87-89.

第3篇:气候变化对植物的影响范文

关键词:浑善达克沙地;归一化植被指数(NDVI);气温;降水;相关分析

中图分类号:P461+.7 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)06-1298-06

在陆地生态系统中,植被是联结土壤、大气和水分的自然“纽带”[1],在陆地表面的能量交换、生物地球化学和水文循环过程中扮演着重要的角色,同时在全球变化中起着敏感“指示器”的作用[2]。

大范围植被变化研究需要覆盖范围广、时空连续性好的数据,而卫星遥感为获得植被监测数据提供了先进的技术手段[3]。SPOT/VEGETATION具有红光波段对叶绿素吸收敏感、近红外波段剔除了强水汽吸收带和空间分辨率高等优势,更适于植被变化监测研究[4,5]。由于卫星遥感获得的归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)能够在大尺度上反映植被的绿度和光合作用强度,较好地反映植被的代谢强度及季节性变化和年际间变化,被广泛地运用于植被的第一性生产力估算[6,7]、物候分析[8,9]、农作物估产、叶面积指数估算等研究。然而,由于区域环境变化的不确定性[10,11],植被对气候变化的响应方式及程度仍然是全球变化研究的热点[9]。

中国已在全国范围[10]、东北地区[12]、西北地区[13]、东部地区[14]以及其他一些地区[15,16]进行了大量的植被对气候因子响应的研究,但在干旱、半干旱地区的研究结论仍存在较大争议。高志强等[17]认为西北干旱区植被指数与降水的关系不大,同温度的相关性也不好,但李晓兵等[10]则认为西北内陆的温带荒漠植被NDVI的变化明显受到温度、降水变化的影响;陈云浩等[18]在中国陆地NDVI变化的气候驱动分析中,把塔里木盆地、准格尔盆地、阿拉善高原定为气温和降水驱动区,把新疆西部山地定为弱降水驱动区;李霞等[19]从定性的角度分析了西北地区NDVI与气候的关系,得出NDVI与降水存在明显的正相关,与温度变化关系不明显的结论,但张远东等[20]则认为荒漠绿洲NDVI与气温关系显著。

浑善达克沙地处于中国陆地生态系统对全球变化响应的一级敏感区,又是农牧交错带,植被对气候变化及人类土地利用方式的变更非常敏感。基于NOAA/AVHRR-NDVI的植被类型与气候因子的关系研究表明,羊草对温度较降水敏感,而克氏针茅降水较温度敏感,大针茅草对温度和降水敏感度相差不大;无论是哪种植被均对生长同期的降水最敏感,在荒漠草原和克氏针茅草原,温度对NDVI变化的影响有滞后效应[21]。为了进一步探讨浑善达克沙地NDVI对气候因子敏感性中的不确定性问题,利用SPOT/VEGETAFION VGT-S10逐旬NDVI数据,研究了不同气象站点植被旬NDVI与温度、降水的相关关系,以期为区域环境变化研究提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

浑善达克沙地东西长约450 km,南北宽约300 km,总面积7 100 810 hm2[22](图1)。该区域属于温带干旱、半干旱大陆性季风气候区,大部分处于中国季风边缘地区[23]。冬季漫长寒冷,夏季短促温热少雨;降水量季节分配不均,变化较大[24],因受东南季风的影响,年平均降水量从东南部的400 mm左右向西北递减至200 mm[25]。地带性植被为典型干旱草原、荒漠草原,局部地区有草甸草原分布,年8级以上大风日50~80 d,风力剥蚀作用强烈,是中国北方沙尘暴多发区之一[26]。研究选择了面积较大的5种典型草原,即大针茅和克氏针茅草原、克氏针茅和糙隐子草草原、戈壁针茅草原、羊草草原、沙地锦鸡儿和柳蒿灌丛草原(图1),对其13年旬NDVI时序数据进行了分析。

1.2 数据来源

所采用的数据为1998-2010年SPOT/VEGETATION的VGT-S10逐旬NDVI数据。数据预处理包括了大气校正、辐射校正、几何校正, SPOT/VEGETATION的VGT-S10采用最大值合成法(MVC)可以避免云和几何变形的影响及去除图像噪声。考虑到数据的可获得性和连续性,在研究区内选择了5个气象站(表1),即二连浩特、朱日和、阿巴嘎、锡林浩特和多伦,同期气象数据来源于中国气象科学数据共享服务网中国地面国际交换站气候资料旬值数据集的1998-2010年的逐旬平均气温和降水资料。

1.3 研究方法

研究认为气象站点数据的有效范围是10 km[27-29],因此取每个气象站点所在区域3 km×3 km像元的NDVI平均值作为该站点像元逐旬NDVI时间序列数据,以下载的同期温度、降水数据作为温度、降水时间序列。

1.3.1 全序列植被旬NDVI与气温、降水的相关分析 对1998-2010年逐旬NDVI与气象因子(温度和降水量)进行相关分析,得到13年不同植被旬NDVI序列与气象因子序列的相关系数,采用t检验进行相关系数显著性检验。

相关系数的计算公式如下:

1.3.2 年内植物生长期间(5~9月)旬NDVI与气温、降水的时滞相关分析 气候变化对植物具有累积效应,除了同期气候状况影响植被变化外,前期气候状况对植被生长有滞后效应[9]。通过计算气象站点所在区域5种植被1998-2010年全生育期(5~9月)旬NDVI序列与同年同期及前期(前1~4旬)降水、温度序列之间相关系数的平均值,得到时滞期为0~4旬的相关系数[14],探讨降水、温度对植被NDVI的影响。

1.3.3 年际植物生长期间(5~9月)旬NDVI与气温、降水的相关分析 为分析不同年份间生长季内(5~9月)植被NDVI与降水、温度变化的相关关系,将不同年份间同一旬的NDVI 序列作为一变量,相应不同年份间同一旬的温度、降水量序列分别作为另一变量,计算1998-2010年植被的旬NDVI 序列与同期降水量、温度序列之间的相关系数。研究计算了气象站点所在区域5种植被旬NDVI 序列与同期降水量、温度序列之间的相关系数。

2 结果与分析

2.1 1998-2010年5种植被NDVI动态变化规律

区域NDVI随时间周期性地升高和降低是植被生长周期的典型体现,夏、秋季植被覆盖度较高,春、冬季植被覆盖度较低。13年间研究区域旬NDVI呈现明显的季节性变化,年最大值多出现在7~8月份,为0.3~0.5。2000和2001年旬NDVI较低,植被生长情况较差。13年间旬NDVI虽然呈现较为规律的周期性变化,但是整体趋势并没有明显的变化。不同植被类型区旬NDVI总体表现为羊草(多伦)>大针茅、克氏针茅(锡林浩特)>克氏针茅、糙隐子草(阿巴嘎)>沙地锦鸡儿、柳蒿灌丛(朱日和)>戈壁针茅(二连浩特)(图2a、图2b)。

戈壁针茅草原旬NDVI整体偏低,旬NDVI每年最大值为0.2~0.3。由于旬NDVI整体平均值低,变化幅度并不很大,季节性变化不明显。克氏针茅、糙隐子草草原13年间植被覆盖度年周期性变化明显,夏、秋季植被覆盖度较高,NDVI年的季节变化明显;NDVI最大值多出现在8月中下旬到9月上旬,最大值为0.3~0.4。大针茅、克氏针茅草原NDVI年周期性变化明显,年最大值多出现在7月下旬到8月,最大值为0.35~0.50。沙地锦鸡儿、柳蒿灌丛13年间植被覆盖度整体也偏低,NDVI年最大值多出现在7月下旬到8月,最大值为0.25~0.35,季节性变化不明显,但略高于戈壁针茅草原。羊草草原13年间植被覆盖度年周期性变化显著,夏季植被覆盖度较高;旬NDVI年最大值多出现在7月下旬到8月,最大值约为0.5。

2.2 全序列植被旬NDVI与气温、降水的相关分析

每一种植被旬NDVI与气象数据的相关关系表明,气温与不同植被旬NDVI的相关程度依次为羊草,大针茅、克氏针茅,克氏针茅、糙隐子草,戈壁针茅,沙地锦鸡儿、柳蒿灌丛,这与其旬NDVI大小顺序一致;降水与旬NDVI的相关程度依次为羊草,克氏针茅、糙隐子草,沙地锦鸡儿、柳蒿灌丛,大针茅、克氏针茅,戈壁针茅(表2)。植被旬NDVI与降水和温度的相关系数均以戈壁针茅草原最低,以羊草草原最高。此外,在各个植被类型区,旬NDVI与温度的相关系数均高于其与降水的相关系数。

2.3 生长期间植被旬NDVI与气温、降水的相关分析

为了进一步揭示旬尺度上各植被NDVI与气象因子的相关关系,计算了年内植被5~9月旬NDVI序列与前1~4旬的气温和降水的相关系数,以及植被年间生长期旬NDVI与气温、降水的相关系数。

2.3.1 年内生长期间植被旬NDVI与气温、降水的相关分析 1998-2010年生长期内不同植被旬NDVI 序列与同期及前期(前1~4 旬) 降水序列之间的相关系数表明,降水对植被旬NDVI的滞后效应与草原植被类型有关(图3)。对于研究区域内的5种植被类型,旬NDVI与同期降水量的相关系数最低,随时间向前推移,相关系数升高后又下降,说明降水对植被旬NDVI的影响存在滞后效应。不论滞后期长短,均以戈壁针茅草原和大针茅、克氏针茅草原旬NDVI与降水量的相关性较弱。从降水的滞后效应来看,降水对植被旬NDVI影响的滞后期为前2~3旬。

1998-2010年生长期内植被旬NDVI 序列与同期及前期(前1~4旬)气温序列之间的相关系数表明,5种植被类型旬NDVI变化对气温的响应也有滞后效应,气温对羊草草原、大针茅和克氏针茅草原、克氏针茅和糙隐子草草原影响的滞后期为2~3旬,对戈壁针茅草原和沙地锦鸡儿、柳蒿灌丛草原影响的滞后期为4旬(图4)。对于研究区域内的5种植被类型,旬NDVI与同期温度的相关系数最低,随时间的向前推移,相关系数升高后又下降。温度变化与植被旬NDVI的关系密切程度表现为羊草>大针茅和克氏针茅>克氏针茅、糙隐子草>沙地锦鸡儿、柳蒿灌丛>戈壁针茅,这一表现与全序列二者之间的关系一致,也与旬NDVI的高低顺序一致。

此外,植被旬NDVI与同期降水和温度的相关系数相比较可以发现,在年内生长期内5种植被类型旬NDVI与温度的相关性均高于其与降水的相关性。

2.3.2 年际生长期间植被旬NDVI与气温、降水的相关分析 不同年份不同植被生长期的大部分时间内,旬NDVI与同期降水量多呈正相关关系(图5),尤其是植被快速生长的6~7月。从总体来看,1998-2010年旬NDVI与同期降水量的相关系数波动较大,变化趋势不明显。但是,生长期间旬NDVI最高值较大的植被类型,如羊草草原、克氏针茅和糙隐子草草原、沙地锦鸡儿和柳蒿灌丛草原,其旬NDVI与降水量的相关系数波动较大;生长期间NDVI最高值较小的植被类型,如戈壁针茅草原和大针茅、克氏针茅草原,其旬NDVI与降水量的相关系数波动较小。

1998-2010年旬NDVI与同期温度的相关系数波动较大,变化趋势不明显,但是不同年份不同植被生长期的大部分时间内,旬NDVI与同期温度多呈负相关关系。然而,在温度较低的时段内,即5月的返青期和9月的成熟期旬NDVI与同期温度多呈正相关关系,而在生长中期多呈负相关关系(图6)。

3 结论与讨论

1)长时间序列旬NDVI数据的周期性变化较好地反映了研究区域各种植被类型随着季节而变化的生长发育情况。从整体上来讲,5种典型的草地类型旬NDVI表现为羊草草原旬NDVI>大针茅、克氏针茅草原旬NDVI>克氏针茅、糙隐子草草原旬NDVI>草原沙地锦鸡儿、柳蒿灌丛旬NDVI>戈壁针茅草原旬NDVI。

2)1998-2010年研究区域5种植被类型全年旬NDVI序列与同期降水量和温度的相关系数表明,5种植被全序列旬NDVI与降水量和温度均呈正相关关系,且旬NDVI与温度的相关系数高于其与降水量的相关系数,即同一植被类型受气温影响强于降水。这一结论与在我国西南喀斯特地区[30]、东北地区[28]、贵州省[15]、北方13省[31]、松花江流域[32]等地区开展的研究结论一致,但却与中国北方温带草原的研究结果不同[17]。

3)年内生长期间植被旬NDVI和气温的相关性高于其与降水的相关性,气温、降水对不同植被的影响具有滞后效应,滞后期长短因植被而异,说明不同植被类型对气候变化有不同的响应特征[15];温度影响较一致,但降水的影响差异较大。在此次研究中,5种植被类型旬NDVI和气温的相关性均高于其与降水的相关性,虽然与众多研究结果相一致[15,28,30-32],但辜智慧等[21]认为以羊草为主的典型草原,温度比降水的影响大;在以克氏针茅为主的典型草原,降水的影响高于温度;在大针茅为主的草原,两者与旬NDVI变化量的相关性相差不大;在荒漠草原,降水是最主要的影响因子,同期的温度作用并不大。此外,此次研究中,温度和降水对5种植被类型旬NDVI影响的滞后期均在40 d以内,较相关研究的滞后期短[33]。

4)不同年份不同植被生长期的大部分时间内,旬NDVI与同期降水量多呈正相关关系,而与温度多呈负相关关系(尤其是生长中期)。分析表明在植被快速生长期降水量对植被生长有重要的促进作用,而气温在植被生长初期和成熟期与植被旬NDVI呈现正相关性,这与在美国大平原的研究结论一致[34],说明气温升高引起的生长期提前和生长季延长是植被覆盖度增加的一个重要原因[32],而植被生长中期气温升高会加速植物的蒸腾作用和地表的蒸散,进而抑制草原植被的生长[19,34]。

5)1998-2010年植被全序列旬NDVI与降水、温度均呈正相关,而年际生长期内的相关系数变化较复杂,但所反映出的植被旬NDVI与温度和降水等气象因子的相互关系更符合植被生长发育规律。因为全年的数据序列分析中,春季和冬季的旬NDVI较低,与温度和降水变化的一致性较高,故相关系数也较高,结论的可靠性降低;生长期内,年内和年际植被旬NDVI与降水和温度的相关性分析可以很好地揭示气象因子与植被生长发育的相关性。

参考文献:

[1] 陈述彭,童庆禧,郭华东. 遥感信息机理研究[M]. 北京:科学出版社,1998.339-341.

[2] 方修琦,余卫红.物候对全球变暖响应的研究综述[J]. 地球科学进展,2002,17(5):714-719.

[3] 马明国,王 建,王雪梅.基于遥感的植被年际变化及其与气候关系研究进展[J]. 遥感学报,2006,10(3):421-431.

[4] 夏 露,刘咏梅,柯长青. 基于SPOT4数据的黄土高原植被动态变化研究[J].遥感技术与应用,2008,23(1):67-71.

[5] 严晓瑜,董文杰.不同传感器数据在若尔盖湿地植被变化监测应用中的适宜性分析[J].遥感技术与应用,2008,23(3):300-304.

[6] 朴世龙,方精云,郭庆华. 1982-1999年我国植被净第一性生产力及其时空变化[J]. 北京大学学报(自然科学版),2001,37(4):563-569.

[7] 王玉辉,周广胜. 内蒙古羊草草原植物群落地上初级生产力时间动态对降水变化的响应[J]. 生态学报,2004,24(6):1140-1145.

[8] 徐雨晴,陆佩玲,于 强.气候变化对植物物候影响的研究进展[J]. 资源科学,2004,26(1):129-136.

[9] 张学霞,葛全胜,郑景云. 近50年北京植被对全球变暖的响应及其时效――基于遥感数据和物候资料的分析[J]. 生态学杂志,2005,24(2):123-130.

[10] 李晓兵,史培军. 中国典型植被类型NDVI动态变化与气温、降水变化的敏感性分析[J]. 植物生态学报,2000,24(3):379-382.

[11] 丁一汇,李巧萍,董文杰. 植被变化对中国区域气候影响的数值模拟研究[J]. 气象学报,2005,63(5):613-621.

[12] 张 军,葛剑平,国庆喜.中国东北地区主要植被类型NDVI变化与气候因子的关系[J]. 生态学报,2001,21(4):522-527.

[13] 郭 铌,朱燕君,王介民,等.近22年来西北不同类型植被NDVI变化与气候因子的关系[J]. 植物生态学报,2008,32(2):319-327.

[14] 崔林丽,史 军,杨引明,等. 中国东部植被NDVI对气温和降水的旬响应特征[J]. 地理学报,2009,64(7):850-860.

[15] 郑有飞,牛鲁燕,吴荣军,等. 1982-2003年贵州省植被覆盖变化及其对气候变化的响应[J]. 生态学杂志,2009,28(9):1773-1778.

[16] 刘德义,傅 宁,范锦龙.近20年天津地区植被变化及其对气候变化的响应[J]. 生态环境,2008,17(2):798-801.

[17] 高志强,刘纪远. 基于遥感和GIS的中国植被指数变化的驱动因子分析及模型研究[J]. 气候与环境研究,2000,5(2):155-164.

[18] 陈云浩,李晓兵,史培军.基于遥感的NDVI与气候关系图式研究[J]. 中国图象图形学报,2002,7(4):332-335.

[19] 李 霞,李晓兵,陈云浩,等.中国北方草原植被对气象因子的时滞响应[J]. 植物生态学报,2007,31(6):1054-1062.

[20] 张远东,徐应涛,顾峰雪,等. 荒漠绿洲NDVI与气候、水文因子的相关分析[J]. 植物生态学报,2003,27(6):816-821.

[21] 辜智慧,陈 晋,史培军,等. 锡林郭勒草原1983-1999年NDVI逐旬变化量与气象因子的相关分析[J]. 植物生态学报,2005,29(5):753-765.

[22] 董建林. 浑善达克沙地(局部)沙化土地动态变化分析[J]. 林业资源管理,2000(5):25-29.

[23] 刘树林,王 涛. 浑善达克沙地地区的气候变化特征[J]. 中国沙漠,2005,25(4):557-562.

[24] 王革丽,吕达仁,尤 莉.浑善达克沙地沙尘暴气候特征分析[J].气候与环境研究,2002,7(4):433-439.

[25] 李鸿威,杨小平.浑善达克沙地近30年来土地沙漠化研究进展与问题[J]. 地球科学进展,2010,25(6):647-655.

[26] 陈玉福,徐新良,王石英. 内蒙古高原浑善达克沙地区土地利用与覆被变化及退化趋势[J]. 山地学报,2006,24(1):60-64.

[27] 毛 飞,卢志光,张佳华,等.近20年藏北地区AVHRR NDVI与气候因子的关系[J]. 生态学报,2007,27(8):3198-3205.

[28] 罗 玲,王宗明,宋开山.1982-2003年中国东北地区不同类型植被NDVI与气候因子的关系研究[J]. 西北植物学报,2009,29(4):800-808.

[29] 王 宏,李晓兵,龙慧灵,等. 整合1982-1999年NDVI与降雨量时间序列模拟中国北方温带草原植被盖度[J]. 应用基础与工程科学学报,2008,16(4):525-536.

[30] 蒙吉军,王 钧.20世纪80年代以来西南喀斯特地区植被变化对气候变化的响应[J].地理研究,2007,26(5):857-865.

[31] 李月臣,宫 鹏,刘春霞,等. 北方13 省1982-1999年植被变化及其与气候因子的关系[J]. 资源科学,2006,28(2):109-117.

[32] 韩佶兴,王宗明,毛德华,等.1982-2010 年松花江流域植被动态变化及其与气候因子的相关分析[J].中国农业气象,2011, 32(3):430-436.

第4篇:气候变化对植物的影响范文

[关键词]季节性变温 昼夜变温 突然低温 突然高温

中图分类号:S641.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)04-0383-01

植物所生活的空间叫作“环境”,任何物质都不能脱离环境而单独存在。植物的环境主要包括有气候因子(温度、水分、光照、空气)、土壤因子、地形地势因子、生物因子及人类的活动等方面。

温度因子对于植物的生理活动和生化反应是极端重要的,而作为植物的生态因子而言,温度因子的变化对植物的生长发育和分布具有极其重要的作用。

一、 季节性变温对植物的影响

地球上除了南北回归线之间及极圈地区外,根据一年中温度因子的变化,可分为四季。四季的划分是根据每五天为一“候”的平均温度为标准。不同地区的四季长短是有差异的,其差异的大小受其他因子如地形、海拔、纬度、季风、雨量等因子的综合影响。该地区的植物,由于长期适应于这种季节性的变化,就形成一定的生长发育节奏,即物候期。在植物栽培过程中,必须对当地的气候变化以及植物的物候期有充分的了解,以便对植物采取合理的栽培管理措施。

二、昼夜变温对植物的影响

气温的日变化中,在接近日出时有最低值,在13―14时有最高

值之差称为“日较差”或“气温变幅”。植物对昼夜温度变化的适应性称为“温周期”。这种性质可以表现在下述几个方面:

(一)种子的发芽 多数种子在变温条件下可发芽良好,而在恒温条件下反而发芽略差。

(二)植物的生长 大多数种子在变温条件下可发芽良好,而在恒温条件下反而发芽略差。因可能是适应性及昼夜温差大,有利于营养积累。

(三)植物的开花结实 在变温和一定程度的较大温差下,开花较多且较大,果实也较大,品质也较好。

植物的温周期特性与植物的遗传性和原产地日温变化的特性有关。一般来说,原产于大陆性气候地区的植物在日变幅为10―15度条件下,生长发育最好,原产于海洋性气候区的植物在日变幅为5―10度条件下生长发育最好,一些热带植物能在日变幅很小的条件下生长发育良好。

三、 突变温度对植物的影响

植物在生长期中如遇到温度的突然变化,会打乱植物生理进程的程序而造成伤害,严重的会造成死亡。温度的突变可分为突然低温和突然高温两种情况。

(一) 突然低温 由於强大寒潮的南下,可以引起突然的降温而使植物受到伤害,一般可分为以下几种:

1、寒害 这是指气温在物理零度以上时使植物受害甚至死亡的情况。受害植物均为热带喜温植物,例如热带丁香在气温为6.1度时叶片严重受害。

2、霜害 当气温降到0度时,空气中过饱和的水汽在物体表面就凝结成霜,这时植物的受害称为霜害。如果霜害的时间短,而且气温缓慢回升时,许多种植物可以复原,如果霜害时间长而且气温回升迅速,则受害的叶子反而不易恢复。

3、冻害 气温降到0度以下,细胞间隙出现结冰现象,严重时导致质壁分离,细胞膜或壁破裂就会死亡。

植物抵抗突然低温伤害的能力,因植物种类和植物所处于的生长状况而不同。应注意的是同一植物的不同生长发育状况,对抵抗突然低温的能力有很大不同,以休眠期最强,营养生长期次之,生殖期抗性最弱。此外,应注意的是同一植物的不同器官或组织的抗低温能力也是不相同的,以胚珠最弱,心皮次之,雌蕊以外的花器又次之,果及嫩叶又次之,叶片再次之,而以茎干的抗性最强。

(二)突然高温 这主要是指短期的高温而言。植物生活中,其温度范围有最高点、最低点和最适点。当温度高于最高点就会对植物造成伤害直至死亡。其原因主要是破坏了新陈代谢作用,温度过高时可使蛋白质凝固及造成物理伤害,如皮烧等。

一般言之,热带的高等植物有些能忍50―60度的高温,但大多数高等植物的最高点是50度左右,其中被子植物较裸子植物略高,前者近50度,后者约46度。

四、 温度与植物分布

把木棉、凤凰木、鸡蛋花、白兰等热带、亚热带的树木种到北方就会冻死,把桃、苹果等北方树种引种到热带地方,就生长不良或不能开花结实,甚至死亡。这主要是因为温度因子影响了植物的生长发育从而限制了植物的分布范围。

各种植物的遗传性不同,对温度的适应能力有很大差异。有些种类对温度变化幅度的适应能力特别强,因而能在广阔的地域生长、分布,对这类植物称为“广温植物”或广布种;对一些适应能力小,只能生活在很狭小温度变化范围的种类称为“狭温植物”

植物对温度的变幅有不同的适应能力因而影响分布外,它们在生长发育的生命过程中尚需要一定的温度量即热量。根据这一特性,又可将各种植物分为大热量种、中热量种、小热量种以及微热量种。

当判别一种植物能否在某一地区生长时,从温度因子出发来讲,过去通常的习惯做法是查看当地的年平均温度,这种做法只能作为粗略的参考数字,实际上是不能做为准确的根据。比较可靠的办法是查看当地无霜期的长短,生长期中日平均温度的高低、某些日平均温度范围时期的长短、当地变温出现的时期以及幅度的大小、当地的积浊量以及当地最热月和最冷月的月平均温度值及极端温度值和此值的持续期长短,这种极值对植物的自然分布有着极大的影响。

五、 生长期积温

植物在生长期中高于某温度数值以上的昼夜平均温度的总和,称为该植物的生长期积温。依同理,亦可求出该植物某个生长发育阶段的积温。积温又可分为有效积温与活动积温。有效积温是指植物开始生长活动的某一段时期内的温度总值。

活动积温则以物理零度为基础。计算时极简单,只需将一时期内的平均温度乘以该时期天数即活动积温,亦即逐天的日平均温度总和。

结束语

综上所述,温度因子是影响植物生长发育的一个很重要的因素,因此,在生产实践中必须对当地的气候变化以及植物的物候期有充分的了解,以便对植物采取合理的栽培管理措施。

第5篇:气候变化对植物的影响范文

关键词东北地区;气候变化;影响

中图分类号S161文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)041-0092-02

东北地区总面积120万km2,地处欧亚大陆的东端和东北亚的核心区,东至长白山,西靠大兴安岭,是我国的高纬度地区和世界三大黑土带之一。属于寒温带大陆性季风气候,年平均气温为-1℃至10℃,年降水量为500 mm至1 000 mm,且主要集中在夏季,对气候的变化十分敏感。近年来,东北地区的气候变化随着全球变暖的气候变化趋势越来越明显。1990年以来,东北地区的降水量连年减少的趋势日渐严重,且出现夏季较冬季明显减少的趋势,随季节波动性较大。温度升高使蒸发量增加,因此导致土壤的含水量下降,给东北地区带来了严重的影响。本文结合实际数据,谈谈气候变化对东北地区的影响。

1气候变化对东北地区环境的影响

东北地区是我国纬度位置最高的区域,北面与北半球的“寒极”―东西伯利亚为邻,从北冰洋来的寒潮,经常侵入,致使气温骤降。西面是高达千米的蒙古高原,西伯利亚极地大陆气团也常以高屋建瓴之势,直袭东北地区。因而冬季气温较同纬度大陆低10℃以上。东北面与素称“太平洋冰窖”的鄂霍次克海相距不远,春夏季节从这里发源的东北季风常沿黑龙江下游谷地进入东北,使东北地区夏温不高,北部及较高山地甚至无夏。由于气温较低,蒸发微弱,降水量虽不十分丰富,但湿度仍较高,从而使东北地区在气候上具有冷湿的特征。

东北平原西部沙地位于欧亚大陆中纬度巨型沙带的东部边缘,是我国沙质化土地的东缘,属于湿润东部季风和内陆干旱及半干旱的过渡区域,具有荒漠化沙漠的潜质。20世纪70年代,东北地区的土壤湿度呈显著干旱趋势。受干旱影响,松嫩平原出现了沙漠化,科尔沁沙地和松嫩沙地的荒漠化、盐渍化问题严重,并不断向东蔓延,生态环境呈现不断恶化的趋势。

东北地区的显著气候变化不仅仅表现在气温上升、冬季明显变暖,农业生长季节气候变暖也异常明显,降水量的变化呈增加趋势。湿地生态系统的物质和能量循环、湿地动植物分布及植物生产力、湿地功能等都受到气候变化的影响。以松嫩平原为例,其西部的扎龙湿地地表水位连年下降,仅2001年就比“平水年”下降约1 m,湿地面积减少了一般,湿地内许多湖泊干枯、河道断流。

2气候变化对东北地区水资源的影响

全球变暖的背景下,由于温度升高、降水量减少等原因,东北地区的水资源短缺现象日益严重。20世纪90年代之前,东北地区很少严重干旱的灾害,90年代东北三省都发生过3、4次严重的旱灾,2000年以后,旱灾几乎年年发生,至2010年三省均发生8次严重旱灾。其中,2001年春夏连旱,松花江水位降至历史最低,给水稻生产带来严重的影响,西辽河自2001年以来多次断流。2006年,松辽流域年平均降水量为465.8 mm,比多年平均值偏少9.5%:地表水径流量1 460亿m3,比多年平均值偏少17.4%;地下水资源量为610亿m3,比多年平均值偏少10.4%。年降水量和生长季降水量都呈现明显减少趋势,中西部主要河流都出现过连续枯水年现象。不仅如此,降水的区域、年代和季节性差异十分明显。从降水区域来看,东北大部分地区的年降水量均呈减少趋势,以黑龙江东部、吉林西部和辽宁东南部最为明显。季节性降水的差异表现为,秋季降水明显减少,夏季和冬季略减;春季尤其是5月份降水显著增加。降水量连年减少的同时,年降水日数也逐渐减少,平均每10年减少2天左右。东部年降水日数明显减少,夏季显著减少,春季降水日呈上升趋势。

气候变化所引起的降水和气温变化等,导致东北地区可利用水资源呈现下降趋势。此外土壤中的水储量也呈下降趋势,以黑龙江省为例,作物生长季各层次土壤水储量呈明显下降趋势,全省土壤水储量总体呈减少趋势,少量呈现增加趋势。详见表1。

3气候变化对东北地区农业的影响

东北地区是农业大省,气候变化给农业生产带来了极大的影响,主要表现在以下几方面。

3.1作物的适宜生长期改变

温度升高导致热量条件的增加,促使东北地区作物的生长期发生改变,主要表现为春季物候期提前、秋季物候期延后。由此导致大田作物的播种期提前、收获期推后,延长了作物的适宜生育期。玉米生育期的天数增加10 d左右,其中北部地区适宜生长期延长了10 d~20 d,南部地区的水稻生长期延长了近8 d。近25年辽宁草本植物春季展叶期每10年提前2 d~4 d,草本、木本植物秋季枯黄期每1年推后5 d~7 d。

3.2作物种植格局的改变

据赵秀兰等人报道,近50年东北地区作物生长季≥10℃的积温呈现不断上升的趋势,积温带北移东扩明显,因此导致主栽作物适宜种植区域扩大。由气候变化带来的温度升高和积温带北移东扩现象,导致了东北地区农作物种植格局的变化。主要表现在主要种植作物如玉米、水稻和马铃薯等的种植面积扩大,而春小麦的面积随之减少。随着气温的不断升高,玉米的栽培面积向东扩展至辽宁东部,向北扩展至黑龙江呼玛县;水稻的种植面积向北扩至黑龙江呼玛县;而喜凉作物小麦则呈现北退和减少的现象。如黑龙江在刚刚过去的20年,粮食作物的种植格局明显改变。从小麦和玉米为主变成以玉米和水稻为主的的粮食种植结构。水稻种植比例上升,以北部地区最为明显,小麦的种植面积则相应明显的减少。

3.3作物品种熟性的改变

随着温度的增加和积温带的变化,东北地区适宜种植的作物品种种植区域扩大,主栽作物的品种熟性从早中熟品种变为中晚熟品种。如玉米的种植,北扩至黑龙江呼玛县,可以种植早熟品种。由于气候的变化,白山地带以前不能满足玉米的生育热量条件,现在也可以种植早熟品种。三江平原成为玉米中晚熟品种的种植区域。

3.4粮食产量的变化

由于气候变化导致作物品种熟性的改变,有中晚熟品种代替早熟品种,加上种植面积的增加,东北地区的粮食产量也大幅增加。在水分条件适宜的情况下,气候变暖导致东北地区玉米生长季气温升高、积温增加,玉米的生长发育和灌浆速度加快,提高了玉米的产量。但如果水分不足,气候变暖将缩短玉米的灌浆时间,造成明显减产。

4小结

全球变暖正在以越演越烈的趋势步步逼近,东北地区地处我国高纬度地区,对气候的变化尤为敏感。受气候变化的影响,东北地区的温度呈升高趋势、降水量也逐渐减少,生态恶化正在加剧,水资源也受到了影响呈下降趋势。这种变化给农业生产和东北地区的居民生活带来了很多影响。为应对气候变化带来的这种影响,应合理利用气候资源趋利避害,调整农业结构,建设节水型农业,加强预测、减轻气候危害带来的各种损失,保证农业生产和农民生活正常进行。

参考文献

[1]赵秀兰.近50年中国东北地区气候变化对农业的影响[J].东北农业大学学报,2010,41(9):144-149.

[2]谢立勇,李艳,林淼.东北地区农业及环境对气候变化的响应与应对措施[J].中国生态农业学报,2011,19(1):197-201.

[3]房茜,吴文祥.气候变化与技术进步对东北地区粮食产量的影响[J].吉林农业C版,2011,3:203-205.

[4]谢立勇,郭明顺,曹敏建等.东北地区农业应对气候变化的策略与措施[J].中国科技投资,2009,7:59-60.

[5]廉毅,王雅君.中国东北地区土地荒漠化与气候变化研究进展[J].地理科学,2007,27(z1):97-102.

[6]高锋,王宝书.全球,变暖与东北地区气温变化研究[J].海洋预报,2008,

第6篇:气候变化对植物的影响范文

关键词:气象因子;农作物;气候资源;环境

中图分类号:S162.5 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2012)-05-0123-1

1 农作物生长与外界环境

作物生长的外界环境主要指土壤、气候、地形等,它们相互依存、相互制约,但不能互相代替,辩证地对作物产生综合影响。

在影响农业生产的外界自然环境的诸因子中,气象因子是十分重要的,它是植物生活所必需的基本因子,光、热、水、气等气象因子的。不同组合对农业生产会有不同的影响,不利的组合将使农作物减产,甚至绝收。有利的组合必使农业增产。最佳组合则会使农业获得更好的收成。古人有:风调雨顺之语,即是对农作物生长所需气象条件最好的总结。

2 农业生产与气象条件

2.1 基本气象因子对农作物的影响

2.1.1 光照对作物的影响 光对作物的影响是从光照强度和光照时间两个方面起作用的,增加光照强度,可以获得优质高产,不同光谱成分对植物生长的影响不同,适当延长植物的光照时间,可以增加植物体内有机物的积累而提高产量。植物对光的吸收利用是个复杂的过程,不同植物对光照的要求也不尽相同,有时会需要光照强度和光照时间互相配合,两者的不同组合,其对作物的影响也是不同的。

2.1.2 温度对作物影响 作物生长需要在适宜的温度条件下进行,温度除直接影响植物生长发育外,环境温度对作物的影响也极其重要,我国南北温差较大,在植物的选种上要根据植物的生长习性选择合适的作物种植。耐温植物一般要求生长发育的起点温度和全生育期所需要的温度较高,适宜在南方种植,如:棉花、高粱、甘蔗等,耐寒植物要求起点温度和全生育期温度相对较低,适宜北方播种,如:麦类、油菜等。但异常的温度也是病虫害发生、发展的重要因素之一,提前预防将有效遏制病虫害的发生、发展,保证作物产量。

2.1.3 水对农作物的意义 水是重要的农业环境因素,农业生产活动的整个过程要有一定量的水分,水分的多少影响着生物体的各个方面,水即是作物制造有机物的原料,也是植物进行光合作用过程中所需要的矿物质营养元素的传输者。植物对自然界水资源的有效利用是通过植物本身一系列活动完成的,其中,植物的蒸腾作用约占植物全部吸收水分的4/5还多。

2.1.4 风对作物的影响 作物生长需要在通风条件较好的环境下,风是植物被动吸水的原动力,能使矿物质盐分随水分运至植株上部,风还能使植物叶片变薄,减少二氧化碳进入植物体内的阻力,并改变植物叶片大小对生长量所起的作用。不适宜的风速、风向及刮风时间的长短、天气状况和地形条件对植物的危害是不言而喻的,在易发生风害的地区在选择作物上,应选择抗风能力强的谷类作物,营造防风林等措施。

3 气候环境的改变对作物的影响

气候环境污染对农作物的危害主要包括水体污染、大气污染、土壤污染及农业自身污染。

3.1 水体污染

被污染了的水体,作物不能有效吸收,进而会造成作物干枯死亡,或严重减产。水体污染源分为自然污染源和人为污染源两大类。自然污染源是自然界本身给水体造成的污染,如河流的上游,往往流着当地自然条件下溶解含有有害元素(铜、镉、汞、砷等)的水。由人类活动所排放的各类污水、废水所造成的污染即人为污染源,水体的污染直接造成植物吸水困难,干枯死亡。

3.2 大气污染

酸雨的形成是大气污染的结果,当烧煤的烟囱排放出的二氧化硫酸性气体,或汽车排放出来的氮氧化物烟气上升到空气中,这些酸性气体与天上的水蒸气相遇,就会形成硫酸和硝酸小滴,使雨水酸化,这时落到地面的雨水就成了酸雨。酸雨对作物的危害主要表现在:损坏植物叶面,破坏土壤成分,使农作物减产甚至死亡。

3.3 土壤污染

土壤污染是指进入土壤的有害物质破坏了土壤的结构,改变土壤的物理、化学及生物性质,使土壤板结、酸化或碱化,不利于作物生长发育,造成作物的减产或死株现象。

4 气候环境

近年来,气候环境日益恶化,这里有人为因素,也有自然因素。保护气候资源,首先要从当下做起,提高人们的觉悟与认识,加强环保意识。其次,要进行废物回收利用,减少对森林树木的砍伐,还要加强对白色污染的处理,少使用塑料制品。最后,要对沟、河、水渠等方面作改进。

环境污染综合防治是与单项治理相对的概念。从对象上说,它综合考虑大气、水体、土壤等各种环境要素,而不是着眼于其中某一个环境要素;从目标上说,它综合考虑资源、经济、生态和人类健康等方面,而不是局限于其中某个单一目标。对于各种不同的环境污染问题应采取各种不同的综合防治措施。

5 气象灾害

农业气象灾害指在农业生产过程中,能够对生物造成危害和经损失的不利天气条件或气候条件的总称。

气象灾害对社会经济发展和社会物质财富具有很大的破坏性,特别是暴雨洪涝、风灾、冰雹、雪灾等气象灾害会造成房屋倒塌、牲畜死亡、道路中断、桥梁冲毁、设施毁损、船沉车毁、直接财产损失等等。预防气象灾害,充分利用现有物质和人力条件而采取部署气象水文预警预报、防灾教育、灾区保险、灾害应急管理、法制等措施,其中尤以现代科学技术措施为重点。

6 总结

农作物的生长发育有它自己的特定规律,而气候条件也有它发生、发展的必然规律,气候条件适宜作物生长,就有利增收,不利就减产欠收。由此可见气象与农业生产的关系极为密切。保护气候资源,减少自然灾害,让天气、气候和水为未来增添动力。

参考文献

[1] 冯秀藻.农业气象学原理.气象出版社,1991.

第7篇:气候变化对植物的影响范文

[关键词] 全球气候变化泉州湾红树林生态系统影响

1泉州湾河口湿地红树林概况

泉州湾河口湿地位于福建省泉州市两条主要河流晋江和洛阳江的出海口,所涉及的行政区划包括泉州市的惠安县、洛江区、丰泽区、晋江市和石狮市,总面积136.42 km2,是亚热带河口湿地的典型代表。该地区属于南亚热带海洋性季风气候,水体受北支潮控制,属正规半日潮。泉州湾口从北岸惠安下洋至南岸石狮祥芝角连线,湾口宽8.9 km。从秀涂至石湖连线,以外称外湾,以内称内湾。其中大潮最低潮能干出的滩涂89.80km2(内湾70.6km2,外湾19.2km2)。泉州湾河口湿地具有维护生物多样性、调节气候、调节物质循环、净化水质、蓄水防涝、缓冲风暴潮对陆地的影响等巨大生态服务功能。生长在热带、亚热带地区潮间带的木本植物群落统称为红树林。泉州湾的红树林都分布在内湾。泉州湾天然分布有桐花树、秋茄和白骨壤3种红树植物,近年试引种了少量的老鼠、木榄、红海揽。泉州是桐花树和白骨壤在太平洋西岸自然分布的北界。泉州湾红树植物分布在潮位4m以上至高潮线7m,桐花树主要分布在洛阳屿头,植株高度大致1.5~2.5 m,白骨壤主要分布在前头附近和屿头,植株高度多数在2 m以下,秋茄主要分布在晋江河口外埔和蚶江水闸外,植株高度大致3~4 m,秋茄是北半球最抗寒的红树植物种类,自然分布到福建福鼎。泉州湾洛阳江河口湿地红树林主要恢复区以桐花树和秋茄混交林为主,桐花树占70%。因为气候等原因,泉州湾红树林群落高度普遍较矮。在保护力度日渐加强的情况下,泉州湾红树林总面积达6000亩以上。

虽然现在世界各国已建有大约1200个红树林保护区,保护面积达红树林总面积的25%,但红树林所处的滨海潮间带位置决定了其对各种自然环境变异和海岸带人类开发活动影响尤其敏感,生态系统尤为脆弱。据中国环境与发展国际合作委员会2010年年会报告,与20世纪50年代相比,中国累计红树林面积丧失73%。红树林湿地生态系统极易受到气候变化的影响,最近50年来,我国气温增速为0.22℃/10年,明显高于全球或北半球(0.07℃/10年)。当全球变暖成为不争的事实,气候变化成为全世界共同面对的挑战,泉州湾河口湿地红树林生态系统也不例外。

2全球气候变化对泉州湾河口湿地红树林生态系统的可能影响

2.1 栖息地萎缩

气候变暖会引起海平面上升,加之当前泉州湾高潮带上部堤坝修建得越来越多,泉州湾红树林可栖息的潮间带范围缩减,红树林面临生境萎缩的命运。泉州湾洛阳江闸的修建以及近年泉州湾填海造地的力度加大已使大片宜林潮间带消失。对海岸河口地带的自然水文过程会造成极大干扰的建筑堤坝却是我国沿海地区海岸防御工程的力作。泉州湾洛阳江屿头区段的红树林属于红树林保护核心区,红树林后方全方位有人工建筑的堤坝。红树林在泉州湾河口滩涂分布的潮差范围较小,其前方因全球气候变化引起的海平面上升,淹水时间的增加使其有后退分布的趋势,其后背受坚固的海岸建筑堤坝约束,再加上当前沿海城市地面沉降明显,泉州湾红树林在潮间带的栖息地日渐萎缩。

2.2 影响水文过程

全球降水格局正随着全球气温升高而变化,高温、强降水、强热带风暴等极端气候的发生频率呈增长趋势。全球气候变化通过改变全球水文循环的现状而引起水资源在时空上的重新分布,对气温、辐射、风速以及干旱洪涝极端水文事件发生频率和强度造成直接影响,从而改变红树林湿地蒸散发、径流、水位、水文周期等关键水文过程,对红树林湿地生态系统的结构和功能产生重要影响。

2.3 生境酸化

气候变暖会加速泉州湾区域大气沉降,包括加速碳、氮、硫沉降的速度等,其结果势必导致泉州湾红树林生境酸化。红树植物的生长与代谢、贝类及虾、蟹类等底栖生物的代谢过程与生活史、以及鸟类珍禽都会受到红树林生境酸化的负面影响。

2.4 富营养化

温度的升高以及降水格局的变化会导致陆源营养盐输入过量,河口区域富营养化。泉州湾沿岸经济的迅速发展,以及人们活动方式的多样化,在沿岸陆地生态系统营养盐增多的情况下,气候变暖和强降水等促进沿岸营养盐随径流等方式加速和过量输入到河口湿地,另外,工农业废物和生活废物直接排放入海的方式依然顽固存在,都增加了陆源营养盐的直接输入。营养盐的增加和温度的升高均给赤潮的爆发提供有利条件,容易引发赤潮灾害,影响泉州湾红树林的分布和生长。

2.5 外来种入侵

泉州湾海岸13.42%的维管束植物是外来种,外来种生活型以草本植物占绝对优势(2003年)。与泉州湾红树植物生态位重叠性较高的外来入侵生物,势必影响其分布和生长,影响红树林生态系统的健康发展。当前对泉州湾红树植物影响较大的外来入侵种是护花米草,护花米草在潮间带红树林宜林区的扩散速度极快,对红树植物的分布和生长已造成重大影响。泉州湾的外来种入侵现象将随全球气候变化变得严重。

2.6 病虫害加重

福建省近50年来冬季增温最明显,全省冬季平均气温增幅达0.36℃/10年。如果没有暖冬,在一般情况下,一些有害生物在越冬时,会因为极端低温而导致种群密度急剧下降,翌年不会产生灾害。而由于暖冬,导致越冬基数逐年增加,从而产生危害。全国病虫害发生总面积与冬季平均温度追随作用明显,冬季温度偏高的年份,病虫害发生严重。由于沿海气候因素以及近岸工农业和养殖场的发展等影响,泉州湾红树林虫害逐年严重,加之红树林害虫的天敌数量以及昆虫群落生物多样性减少,造成2007年以来泉州湾洛阳红树林病害虫逐年趋重,近几年每年虫害均有大面积爆发,如桐花树毛颚小卷蛾严重危害红树植物桐花树的嫩梢、嫩枝、花蕾、叶片和果实,极大地影响红树林生长,造成局部红树林成片枯死,严重威胁泉州湾红树林优势种的生存。

3泉州湾河口湿地红树林生态系统应对全球气候变化的对策

全球气候变化对泉州湾河口湿地红树林带来种种冲击影响的同时,红树林湿地生态系统以其调蓄水源、调节区域温湿度、降解环境污染物质等生态服务功能,为我们构筑一道防御灾害的天然屏障。结合气候变化对泉州湾河口湿地红树林的可能影响,围绕良性维持泉州湾红树林生态系统的关键因素,提出泉州湾河口湿地红树林生态系统应对全球气候变化的对策。

3.1 促进公众参与红树林湿地保护

泉州湾红树林湿地为泉州市的环境、经济和社会做出了巨大贡献,可作为泉州建设绿色生态文明城市的金质名片。当前泉州湾红树林的环境保护工作多是以自上而下的方式,单靠政府的力量不能根本解决湿地保护的危机,“公众参与”对于泉州湾红树林的保护是极有必要的。泉州湾红树林湿地紧挨人们的生产和生活区,一方面由于沿岸群众的海事活动频繁,其对红树林湿地的生态服务功能与价值还没有达到普遍的认识水平,破坏红树林的行为时有发生;另一方面,红树林湿地的保护工作有时会和沿岸居民的社会生产活动产生某些矛盾,公众全面参与红树林湿地保护可以促进理解和沟通,提前解决一些可能出现的冲突问题。

关于公众参与泉州湾红树林湿地保护的建议有以下几条:一是加强红树林湿地保护的宣传和教育工作,帮助公众认识和理解红树林湿地价值,并制定制度和政策,完善公众参与的具体条件、具体方式以及具体程序,开拓公众参与的渠道,保障公众参与的可行性和效果;二是制定政策鼓励民间环境保护组织的成立和发展,并建立民间组织参与红树林湿地保护的机制和程序,保障民间组织在湿地保护中的权力和义务;三是加强“泉州市泉州湾河口湿地省级自然保护区联合保护委员会”组织建设和专业指导,进一步发挥联合保护委员会的协调与综合管理作用;四是根据泉州湾红树林保护的实际情况,面向全体相关利益个人和群体,建立公平有效的“利益补偿机制”和“协商对话机制”;五是学习和借鉴国内外具有先进性、示范性的公众参与红树林湿地保护的技术和管理经验。

3.2 科学规划、合理布局,有计划地开展退堤还滩造林工作

根据可持续发展的理念,结合泉州湾河口湿地自然条件和社会经济发展情况,因地制宜,保持泉州湾滩涂生态系统的多样性,科学规划、合理布局,逐步开展退堤还滩工作,有计划地将泉州湾红树林群落后方的堤坝拆除,修复自然生态环境,以应对全球气候变化造成的红树林生境萎缩,给予红树林适宜的后退之路。从滩涂造林至成林,需要花费大量的精力和资金,加强和巩固红树林造林成果,利于有效抵御全球气候变化导致可能发生的海啸和风暴潮等自然灾害和不良影响。在开展退堤还滩造林时,对于桐花树和白骨壤这两个具有国际特殊分布地位的泉州湾本地红树植物种应当给予更大的培育力度。

3.3 发展低碳经济,推行清洁生产,加强湿地污染的修复和治理

我国在2009年12月的哥本哈根会议之前就宣布,到2020年,GDP的CO2强度下降40%~45%,这是我国统筹国内可持续发展和应对全球气候变化的战略选择。针对全球气候变化可能为泉州湾红树林生态系统带来的环境问题,建议建立泉州湾流域低碳企业体系,发展低碳经济,推行清洁生产,减少污染物质的产生。控制泉州湾流域及上游区域洛阳江和晋江流域的工业、交通等行业的氮排放和硫排放,以及二氧化碳和甲烷重要温室气体的排放等;控制泉州湾流域及上游区域的工业、农业、养殖业和生活等污水排放,控制湿地污染及河口海湾富营养化的产生。红树林湿地对环境污染物有较好的净化作用,但如果吸纳累积过多的污染物超过其净化能力和耐受阈值时,红树林湿地会由污染物的汇变成污染物的源,其生态功能会受影响。因此对污染较严重的湿地区域要加强修复治理,以恢复其应有的结构和功能。

3.4 加强泉州湾红树林病虫害及外来入侵生物的研究与监控工作

全球气候变化为泉州湾红树林虫害的发生以及外来物种的入侵都创造了有利条件。目前对于泉州湾河口湿地红树林生态系统来说,虫害桐花树毛颚小卷蛾和入侵物种护花米草是研究和监控的重点对象。研究与监控工作可以包括对研究对象的分布、生活史、种群动态、种间竞争、生理行为、物种表现型和基因型、物种扩散能力等方面。

3.5 加强对泉州湾红树林生态系统应对全球气候变暖的适应机理研究

应对气候变化问题要大力依靠科学技术,准确的科学研究成果可以为泉州湾流域的可持续发展战略提供可靠的决策依据和重要的科技支撑。结合全球气候变暖带给泉州湾红树林生态系统的可能影响特点,可以运用数学模型、野外调查以及实验室室内分析测试等多种研究方法对泉州湾红树林生态系统从生态系统、群落、种群、个体、细胞、分子等水平进行适应机理的研究。

参考文献:

[1] 黄宗国. 海洋河口湿地生物多样性[M].北京:海洋出版社,2004.

[2] 王文卿,王瑁 . 中国红树林[M].北京:科学出版社,2007.

第8篇:气候变化对植物的影响范文

中国是茶的故乡!我国茶树栽培起源于何时难以考证,但现有文字记录明确表明,茶树在商周时期已经是农业栽培作物(图1)。目前在全球有东亚、东南亚、南亚、西亚、东非和南美等6个主要茶叶产区,多达50多个国家(地区)产茶,但这些产茶国家(地区)或是从我国直接传去茶树苗种与栽培技术,或是间接移栽传人,其茶树栽培历史与我国相差数千年。

与葡萄和咖啡不同,茶树经过人工栽培后,它的适应范围已远远超过原始生长地区的条件。目前世界茶树的分布最北界限已达北纬49度,最南为南纬22度,南北跨82个纬度(图2)。全球每年茶叶产量高达数百万吨。虽然我国茶叶产量位居第一位,印度、肯尼亚、斯里兰卡茶叶产量分列第二、三、四位,但从出口量统计,肯尼亚名列第一,中国、斯里兰卡、印度紧随其后。

作为源于亚热带的植物,茶树具有喜温暖、湿润、酸性土壤、散射光的生态特性。在茶树年生长周期内,频繁降水会使茶叶产量较高较稳,而长期干旱就会使茶叶的产量低且不稳。因此,降水充沛且分布均匀,是茶树适生的基本气候条件。从植物学角度看,茶树是所谓的碳三植物。碳三植物是指那些对于光合作用中同化二氧化碳的最初产物是三碳化合物3

磷酸甘油酸的植物(包括水稻、小麦、棉花等农作物都是该类植物)。碳三植物的光呼吸高、二氧化碳补偿点高,而光合效率低,因此,地球大气中二氧化碳的增加,将有利于该类植物的生长。

对我国而言,气候变暖对茶叶生产的影响主要在种植区的纬度和海拔两个方面。一方面是种植纬度向北移动,如山东不但茶叶种植面积增加,品质也更好;另一方面,茶叶种植区的海拔增高,从低海拔向高海拔扩展。因此,对我国茶叶产业而言,气候变暖会带来茶叶种植面积扩大和产量上升。茶叶的采摘期也会一年比一年提前,以前清明节前后才能品尝到的新茶现在春节就露脸了。

同其他产业一样,气候变化对全球茶叶产业所造成的影响也是复杂的、多样的,还与当地的社会经济发展水平紧密相关。比如,我国茶叶产量的进一步增长,并没有给茶农带来更多的收益,相反却在一定程度上加剧了我国茶叶供过于求的趋势。为此,我国茶叶行业应对气候变化的努力,更主要地着重于提高茶叶的质量,以及在营销方式上的创新,以增加消费者数量和扩大出口。

与我国情形相反,地处热带的印度阿萨姆邦正在遭受着气候变化带来的茶叶产量下降和品质退化的负面影响。位于印度东北部的阿萨姆邦,是印度的最主要茶叶产区,其茶叶产量占到了印度茶叶总产量的55%。这里出产的阿萨姆茶以其浓烈、提神、稠厚的口感著称,是被誉为世界上最好的早餐茶――红茶以及英式风味茶叶的重要出产地。近年来,当地农民发现,不断升高的气温不仅致使本土的茶叶产量显著下降,而且导致茶叶的生长环境出现了令人担忧的变化,原本味道浓郁的阿萨姆茶现在口味变淡了!茶农们担心随着气温、降雨时间和空间分布的变化,对茶叶产量和品质的影响还会继续恶化。由于印度有超过300万人口从事茶叶种植加工产业,其中大部分人的生活刚刚脱离贫困线(图3),因此,对于印度而言,如何培育适应气候变化的高产和高质量茶叶品种,无论是对于本国经济发展,还是对解决贫困问题都是至关重要的。

第9篇:气候变化对植物的影响范文

关键词:农作物病虫害;气象环境;影响因子

中图分类号:S435 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20161032043

随着环境问题的日益突出,各种极端天气出现的频率也逐渐加大。对于农业的生产发展来说,它对气候变化的敏感度很强。气候的频繁变化必然会导致干旱和虫害等灾害的发生,最后都会对我国的粮食安全产生重要的影响。

1 吉林省珲春市情况概述

1.1 地理位置

珲春市位于吉林省东部的图们江下游,它是东北亚地区的地理几何中心,也是中国、俄罗斯和朝鲜三国的交界地带。珲春的行政区划以珲春岭作为和俄罗斯的边境线,全长是246km,西南地区则是以图们江为界限和朝鲜的咸镜北道相毗邻。东北部地区则是和黑龙江省相邻。总的来说,它和朝鲜临江相邻,又和日本与韩国隔海相望。因此珲春市是区域性合作发展的关键地带,它也被称之为是“东北亚的金三角”。

1.2 地形和气候特征

珲春市的地形是东西长,南北窄,且南部有一狭长地带深入日本海附近,整个地势由北向南倾斜,且西北至东北部地势均较高,境西侧有国际河流图们江自北向南流入日本海,境内有珲春河自东北向西南经中南部流入图们江。耕地大多分布在370多条大小河流两岸盆地内,以珲春河、红旗河、密江河为最大,属于图们江水系,水源丰富。地理特征是:九山近海一分田。

珲春市的气候属于中纬度中温带近海洋性季风气候区,由于靠近日本海,所以冬夏受海洋的影响十分显著,其主要气候特点是:冬季不太冷,夏季不太热,气候温和潮湿,多阴雨寡照,历年以来的平均温度基本上是在6.5℃左右,在9月份的下旬会出现秋霜。由于珲春市的地形特点和气候特征,比较适宜种植的农作物就有水稻、玉米和大豆等。

1.3 水稻种植现状

想要追溯珲春市水稻的种植历史,具体可以追溯到我国古代的唐朝时期,根据相关的记载,在唐代时期,珲春水稻就已经传播到了中原地区,甚至出口到了日本地区。到了清代的末期,随着政府一些对外政策的改变,大量的农民开始开沟挖渠,引水灌溉,种植水稻。珲春水稻的种植和当地的地理位置和气候特征是密不可分的,也正是因为当地的日照时间和昼夜温差等特点,使得当地的水稻干物质积累的比较多,营养价值也很高,有着很上乘的品质。

2 气象因子对于农作物病虫害产生的影响表现

2.1 农作物病虫害产生的主要特点

对于我们整个国家来说,因为地域广阔,南北东西跨度都比较大,而且地形和地貌的差异也是很大的,所以这就导致了各地的气候条件有着很大的差别,各种各样的因素存在使得我国的农作物常常会面临着各种自然灾害[1]。根据有关部门的统计,我国造成病虫害的植物种类几乎达到了2000种,影响的种类比较多,而且造成的影响也比较大,几乎都呈现出爆发的态势。病虫害一旦发生就很有可能使农作物面临着严重的经济损失,甚至有可能导致绝收的现象,农产品的质量也会不断的下降。经过相关学者的研究和分析,发现病虫害的产生一般都和气候环境的变化有着十分密切的关系的,而且几乎都是伴随着气象灾害而发生的,所以想要做好农作物病虫害的防治工作,就必须要做好气象变化的测量和分析工作,这样才能够对农作物病虫害的控制起到重要的作用[2]。

2.2 气象因子对于农作物病虫害产生的影响

我们这里所提到的气象因子其实就是气象条件,它包含了很多方面的内容,比如说降水、湿度和温度以及光照、风等因素[3]。这些气候条件的变化都会引起其他相关事物的发展变化。针对农作物所产生的病虫害原因来说,直接受到气象因素的影响是比较大的,但是农作物病虫害的发生并不是随意就能够发生的,它需要具备了多方面的条件,才能够产生。病虫害所要寄宿的寄主;达到了病虫害产生的气候等生存的环境条件;病虫害自身已经达到了最有害的阶段。在这3个必备的条件中,寄主的范围是比较大的,也是比较容易选择的,因为农作物以及周围的土壤等都有可能成为寄主,但是病虫害产生的环境条件则必须要和气象条件有关系的。因为只有气象因子达到了病虫害生长和生存的条件,才会让病虫害发展到流行的阶段。

2.2.1 温度的影响

温度对于农作物病虫害的发生和活动有着十分重要的作用,一般的温度条件是在5~35℃,但是对于病虫害的发生来说,不同的病虫害需要的温度是不一样的。比如说对于珲春的水稻种植来说,二化螟就是一种十分常见的水稻疾病,卵的最佳孵化温度是18~32℃,到26℃的时候达到了最高孵化率,所以说如果是在合适的温度区间之内,二化螟发生的概率就大大的提高了,病虫害还会随着温度的升高而表现出更加旺盛的生命力,大量的进行繁殖,危害水稻的生长。

2.2.2 湿度的影响

除了温度的影响之外,还有就是湿度,这里的湿度包含空气的湿度和土壤的湿度。湿度的变化也会对病虫害的发生产生重要的影响,不同的病虫害对于湿度的耐受度也是不一样的,有的是比较喜欢湿度大一点的环境,有的则是喜欢湿度小一点的环境。对于喜欢湿度大一点的害虫来说,湿度一般是控制在70%左右的,而对于那些喜欢湿度小一点的害虫,湿度则是一般维持在50%左右。一旦土壤和空气的温度条件满足了害虫的生产需要,它们便会大量的进行繁殖,对农作物的生长产生危害。比如说水稻螟虫的产生就是需要在雨水充足的条件之下,再结合比较高的湿度和合适的温度条件。在2012年的吉林省都是呈现出闷热高湿的气候特征,而这种气候条件则更加适合螟虫的生长了,到了6、7月份便集中的爆发,对水稻的产量造成了严重的影响。

2.2.3 光照和风的影响

光照条件一般包含3个方面的因素,主要有光强、光周期和光波[4]。光波会对害虫的趋光性产生直接的影响,而光强则是会影响到害虫的一些活动,而光周期则是对害虫的休眠和滞育产生重要影响。风对于病虫害的影响主要表现在,它会对害虫的取食以及排卵和迁飞活动产生作用。通常情况下来说,不同的害虫对于风的作用也会有不同的反应。对于抗风能力比较强的害虫,弱风可以刺激它们的起飞;而对于一些抗风能力比较弱的害虫,弱风甚至会阻碍他们的活动。但是强风一般都会起到抑制害虫起飞的作用,风速和风向都会影响到害虫迁飞的方向和迁飞的速度等。对于水稻的种植来说,尤其是珲春市水稻的种植来说,稻瘟病是一种典型的低温高湿型病害,因此它受到气候的影响也是很大的。在珲春市的7、8月份,气象条件正满足稻瘟病的发病要求,所以稻瘟病也成了这个地区最常见的水稻病害,而且危害也很严重。

3 通过影响气象因子预防农作物的病虫害

农业的发展是和气候条件有着十分密切的关系的。所以对于农作物中发生的病虫害也可以利用对气象因子的控制来进行有效的防治。当然想要更好的进行控制病虫害,就必须要充分的观察气象因子的变化,以气象预报作为控制病虫害工作开展的依据,然后再进一步的确定病虫害的防治办法、次数以及时间。对于很大一部分的昆虫来说,它们的生长也是存在着客观的规律,而且必然是需要一定的气象条件的,因此只要观测到气象的变化情况,就很容易预测病虫害的发生类型。但是它们发生的数量却是很难预测的。当前的气象预测和之前相比已经有了很大的进步了,可还是无法精准的进行长期的预测,相关的技术手段还在进一步的探讨和研究中。就珲春市的水稻种植来说,所面临的水稻病虫害主要有二化螟和稻瘟病。而它们产生的主要原因也都是和气象因子的变化有着密切联系的,所以想要更好的预防水稻病虫害的发生,就需要做好气象预测工作。

3.1 二化螟的防治

二化螟对水稻的威胁主要是凭借初期孵化过程中的幼虫对水稻进行侵蚀的,其主要是通过农业技术来进行防治的。提高水稻种植的技术,做好水肥的管理,提高水稻抗病能力。在收割水稻之后,进行冬耕和冬种处理,避免水稻植株出现遗留坂田过冬的问题,而且种植者应该在下一年水稻插秧前进行翻挖晒田,这样可以降低土壤中的水分,从根部消除这种虫害。

3.2 稻瘟病的防治

稻瘟病是水稻中危害最严重的病害,防治这种病虫害发生的主要办法是提高栽培的技术,合理安排水稻种植的密度,一旦发现染病的植株,全面的进行清除,另外需要根据具体的情况选择合适的化学药剂。一般选用的是三环唑可湿性粉剂一百克和水进行混合的喷雾防治,选用50%的硫磺唑200mL,每5~7d喷1次,连喷2次。稻瘟病的防治在破口期选用最常用的3种药剂中的1种和水混合进行喷雾防治,连防3次,每次需要间隔5~7d。

4 总结

农业的发展关系到国家的生计问题,所以它有着至关重要的作用。农业的生产却也和气候条件有着密切的联系。温度、湿度、光照和风都会影响农作物的生长,当然也会影响到农作物病虫害的发生。本文主要分析珲春市水稻种植病虫害发生和气象因子之间的关系,并提出相关的病虫害预防措施,希望可以通过本次的分析,为以后的实践提供理论基础。

参考文献

[1]张蕾.气候变化背景下农作物病虫害的变化及区域动态预警研究[D].中国气象科学研究院,2013.

[2]李轩,郭安红,庄立伟.基于GIS的主要农作物病虫害气象等级预报系统研究[J].国土资源遥感,2012(01):104-109.

[3]张蕾,霍治国,王丽,姜玉英.气候变化对中国农作物虫害发生的影响[J].生态学杂志,2012(06):1499-1507.