气候变暖对高寒地区植物生长与物候影响研究

徐践

摘要：地球表面覆盖植被的过度减少，致使温室效应不断积累，最终导致气候变暖。伴随着全球变暖话题热度的升高，科学家愈发关注高寒地区植物在全球变暖环境下的适应能力生长情况。全球变暖对于植物产生的影响可以通过物候和植物生长间接反映，因为他们对气候变化比较敏感，其容易被检测。为更加透彻地了解高寒地区植被在全球变暖的环境下形成的生态系统应急机制，以及气候变暖对高寒地区植被的影响，文章对此进行了分析研究。

关键词：气候变暖;高寒植物;物候

中图分类号：Q948. 112

文献标识码：A

文章编号：1672 - 9129（ 2018） 12 - 0081 - 01

生态系统中的水分、养分、能量的流动，以及某些生物化学反应速率均受到温度这一指标的影响，高寒植被因长期处于低温环境，所以其对气候变暖的反应最为敏感。高寒植被是陆地植物光和器官、支持器官、掉落物碳库的直接组成部分，故其是陆地生态系统的重要组成部分。然而，该植物极度脆弱的性质使其面对全球变暖和人类的干扰表现出高度敏感性，哪怕遇到一丝丝的破坏都有可能使它难以在较短的时间内恢复，甚至导致草地退化、土壤沙漠化等，因此进一步强化高寒植被生态系统的研究已势在必行。气候变暖对高寒植物造成的影响可通过敏感度高、易于检测的植物生长、物候两指标体现，两指标的变化也将直接对生态系统碳收支产生影响。在全球变暖的大背景下，高寒植物的生长和物候将会受到影响发生改变，继而影响陆地植物的光合器官、支持器官和凋落物碳库。文章就气候变暖对高寒植物生长、物候产生的影响展开了研究。

1 增温对高寒植物的影响

本研究选取青藏高原高寒草甸区的高寒植物来进行增温实验的模拟，以达到探究增温对高寒植被产生何种影响的目的。实验样地地势较为平坦、植被分布均匀且处于天然、非放牧区的状态。通过实施缜密的试验计划得到高寒植物在不同增温处理下的变化趋势。植被指标的变化趋势可大致分为三类：高度和地上生物量，盖度、总生物量和地下生物量这两类治标的变化趋势均为先增加后减小，不同的是高度和地上生物量在增温3℃、1 ℃、0℃三种温度下的趋势大小依次降低;而盖度、总生物量和地下生物量这一指标则是增温1℃的趋势大于增温0℃和增温3℃的趋势，0℃和3℃的趋势基本相同;第三类根冠指标的变化趋势呈现为逐渐减小。通过对数据进行一系列的分析研究得出结论，增温会对高寒植被带来正效应的影响，而温度持续升高则对植被产生负效应。同时，短期增温对高寒植被的影响并不明显。

2 增温对植物生长的影响

植物高度是青藏高原高寒草地极易測的生长指标，本研究利用植物高度的变化反应植物根冠比的变化，进而得出增温对植物生长产生何种影响的结论。研究中较高海拔地区（4500m）和较低海拔地区（3400m）的植物高度出现相反的增长趋势，较高海拔地区植被呈现增长趋势，而较低海拔地区的植物则呈现逐渐矮化的趋向;但总体来说，气候变暖温度升高可促进高寒植物高度增加。最新研究表明，受全球变暖影响，动植物的体型普遍在”缩水”，全球平均气温每上升1℃，植物体型可能缩小3%～17%。由对于植物，其新陈代谢、体型、温度之间的关系都是相互作用的。温度升高时，植被的新陈代谢率会升高，植物体型却随之减小。所以，气候变化对于植物高度的影响不能得到明确结论，故其对高寒植被生长产生的影响也无法判断。

3 气候变暖对物候的影响

研究表明矮嵩草草甸植物的物候期会因温度的增加发生较大的变化，温度会使此植物种群的生长期平均延长4.95d，其中若在营养期和结果期增温促使物候期始期提前，若在花期增温则促使物候期末期延迟。此前研究也表明，温度增高导致植物的生长期比正常年景的植物增长22d。故对于高寒植被，增温一般能加快其植物物候的进程，延长其生长季，促进其植物生长发育。

对于植物间的相互影响，植被对大气界面层的反馈，碳、氮、水等主要的生态系统，植物物候扮演者举足轻重的角色，所以物候的变化可能影响生态系统的结构和功能。此前研究表明，物种与物种或物种与环境间的相互作用关系可能会因植物物候变化而随之发生改变，主要体现在以下四方面：（1）植物提前展叶或开花，使植物芽、叶或花遇到春季霜冻的可能性增加;（2）植物成熟时间和秋季霜冻时间重叠，物种生殖失败的可能性增大;（3）物种间物候变化不同期，可能致使物种间彼此的相互作用脱节;（4）各物种物候变化的差异，可能会加大种间竞争，导致某些物种淘汰灭亡。

4 结论

综上所述，气候变暖会影响高寒植物生长、物种。首先温度升高对高寒植被产生正效应，而一旦温度持续升高，则会对植物产生负效应，同时，短期增温对高寒植被的影响并不明显;其次，较高海拔地区（4500m）和较低海拔地区（3400m）的植物高度出现相反的增长趋势，较高海拔地区植被呈现增长趋势，而较低海拔地区的植物则呈现逐渐矮化的趋向;最后，在高寒生态系统条件下，植物的物候进程会伴随温度升高而加快，从而使生长季延长，但相应地也会因物候的变化而承担一定的生存风险。

自然环境与我们的生存息息相关，保护绿色植物，保护自然，营造绿色、健康、可持续的生态环境是我们当下最紧要的任务。

参考文献：

[1]干珠扎布.模拟气候变化对高寒草地物候期、生产力和碳收支的影响[D].中国农业科学院，2017

[2]田林卫.模拟增温和模拟放牧对高寒草甸土壤呼吸及植物群落特征的初期影响[D].青海师范大学，2014