【摘 要】人類社會進入二十一世紀的前半葉的時期內(nèi)，氣候變化一直對人類產(chǎn)生了廣泛而深刻的影響，特別是對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展影響深遠。本文在探索氣候變化因子對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響機制，通過分析在溫度升高和不同降雨量的情況下，農(nóng)作物個生育期的光合作用，葉綠素，氣孔導度，胞間CO2濃度，分蘗數(shù)等的正負效應變化，解釋氣候變化對農(nóng)作物的生長發(fā)育的影響機理。

【關鍵詞】農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng) 氣候因子 營養(yǎng)性能 凈光合作用速率

一、引言

全球氣候變化是自二十世紀七，八十年代以來最吸引人類眼球的環(huán)境和科學問題之一，它引起了各國的環(huán)境科研學者和政府的重視。而氣候變化是直接作用在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，所以農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是氣候變化的直接反應機制，然而以半干旱為主背景的我國西北地區(qū)，對氣候變化的反應十分敏感，這是由于該地區(qū)特殊的水文和地理條件，所以西北地區(qū)對氣候變化后的適應性能力十分有限，這樣使得農(nóng)作物受氣候變化的影響會更加嚴峻，特別是對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟損失巨大。本文在以往的各研究成果的理論基礎之上，針對性地改變單方面的影響因子，模擬氣候變化的影響因子加深對農(nóng)作物生長規(guī)律的探討，從而在原有的基礎上系統(tǒng)地概括和綜合氣候變化對西北半干旱地區(qū)農(nóng)作物的基本影響特征和規(guī)律，這對西北半干旱的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動具有十分明顯的現(xiàn)實意義。

二、氣候變化因子溫度對農(nóng)作物的影響

由于大氣環(huán)境中有溫室效應，而造成溫室效應的氣體主要集中在大氣圈層對流層的下墊面，從而使靠近土壤圈的溫度升高，在西北地區(qū)氣溫升高使農(nóng)作物的生長周期發(fā)生了改變，以中國氣象局定西干旱氣象與生態(tài)環(huán)境試驗基地春小麥為例，氣候變化使春小麥的種植期平均提高了10d左右，使春小麥的生長周期縮短了11—42d，而當?shù)氐霓r(nóng)作物由于對新環(huán)境的適應能力比較差，這從而直接影響農(nóng)作物的產(chǎn)量在原有的基礎之上減少了3.2﹪--9.4﹪。同時氣候變化會造成農(nóng)作物的營養(yǎng)性能降低，由于溫度的變化使農(nóng)作物對體內(nèi)必須微量元素和痕量元素的吸收能力的影響，使農(nóng)作物體內(nèi)的金屬元素的比例失調(diào)，這將直接導致西北半干旱地區(qū)農(nóng)作物的營養(yǎng)性能水平下降。

三、氣候變化對土壤水分的影響

由于實驗地區(qū)的平均降水量都在500mm左右，而且降水多集中在夏秋兩季，用Peman-monteith公式計算西北半干旱地區(qū)水分的蒸發(fā)率。由于太陽輻射強度大，光照強烈，光照日時間長，大氣中的CO2濃度升高和大氣環(huán)境溫度的升高使土壤上層的水分的蒸發(fā)率會有明顯的變化，從而直接影響農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律。通過對大氣降水量和土壤的水分蒸發(fā)量的比較，發(fā)現(xiàn)在全年土壤水分屬于負盈虧的狀態(tài)，如果常年處于這種負盈虧的狀態(tài)可能是半干旱土壤變?yōu)楦珊低寥?，所以氣候變化對當?shù)赝寥赖乃值挠绊懖蝗菪∮U。

四、氣候變化因子CO2濃度對農(nóng)作物的影響

大氣環(huán)境中的CO2濃度直接影響農(nóng)作物的光合作用速率，在以往的科研結(jié)果的分析得出，一般情況下CO2濃度的升高會使光合作用速率提高，但在不同的生態(tài)環(huán)境中，由于一系列大氣和土壤條件控制，農(nóng)作物的增長速率不一。在模擬大氣環(huán)境OTC試驗（相同的氣象背景不同的CO2濃度條件）中分析出，大氣中的CO2濃度為780umolco2/mol左右比正常條件下CO2濃度400umolco2/mol的凈光合作用速率提高1.5倍，葉綠素含量提高1.78倍左右，但是有大量的研究表明，大氣環(huán)境中CO2濃度升高，在相對較短的時期內(nèi)會使農(nóng)作物的的凈光合速率上升，但隨著時間的推移，農(nóng)作物的凈光合作用速率將會恢復到原有的基礎，甚至可能會有所下降，這可能是光合馴化的的作用，導致農(nóng)作物體內(nèi)的葉綠素的核酮糖二磷羥化酶（rubisco）活力下降以及光合作用產(chǎn)物的“源—庫”平衡受到破壞，所以CO2濃度的變化可以破壞農(nóng)業(yè)的生態(tài)平衡。同時CO2濃度的升高，會使農(nóng)作物的營養(yǎng)性能的降低，由于在環(huán)境中存在大量的CO2，而農(nóng)作物的光合作用吸收環(huán)境中大量CO2，使農(nóng)作物體能的營養(yǎng)C大量增加，而營養(yǎng)N在原有的基礎上有所下降，這樣使農(nóng)作物體內(nèi)的C/N比升高，從而是蛋白質(zhì)含量降低，導致農(nóng)作物的營養(yǎng)性能降低。

五、在氣候變化下的農(nóng)業(yè)生態(tài)的研究措施

（一）在現(xiàn)有的農(nóng)作物的品種之中，培育優(yōu)質(zhì)，抗溫性強的的品種進行選育培養(yǎng)，調(diào)整農(nóng)業(yè)布局和提高復種指數(shù)，從而抗御氣候變化帶來的不良因子。

（二）在當?shù)剞r(nóng)業(yè)的基礎設施之上，合理地發(fā)展現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)基礎設施。根據(jù)當?shù)剞r(nóng)作物在氣候變化因子的條件下有助于最大產(chǎn)量化，可以合理的利用現(xiàn)代化的科技農(nóng)業(yè)設備，根據(jù)試驗地區(qū)農(nóng)作物最佳生長客觀需要，合理改變或調(diào)整環(huán)境氣象條件，營造出一個生態(tài)循環(huán)條件從而有助于農(nóng)作物的生長。通過改變生長環(huán)境來充分利用氣候變化帶來的有利因素。

（三）因為氣候變化容易造成土壤中有機物質(zhì)的加速分解，而植物在一定生長時期內(nèi)對有機物質(zhì)的吸收利用的能力有限，所以會造成土壤的肥力下降，所以在種植的應在土壤里施用有機肥料，保證土壤的有機肥力。

（四）由于在實驗地區(qū)的當下農(nóng)業(yè)種植模式是廣種薄收，經(jīng)營粗放，低投入，低產(chǎn)量和多品種的種植模式，我們可以在它現(xiàn)有的種植模式上增加重點經(jīng)營，廣種豐收的運營模式。

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作者簡介：張兵兵（1992年5月）男，苗族，貴州省銅仁地區(qū)德江縣人