氣候變化對大豆產量質量的影響研究

王洪賓

摘 要：自18世紀60年代以來，工業革命如火如荼的進行，使全球的商業經濟得到了大幅的發展，與此同時，全球大氣的質量問題也不斷引發人們的重視和討論。空氣中CO2等溫室氣體的濃度急劇升高，長此以往，導致全球氣溫不斷升高和降水格局發生了變化。大氣中CO2濃度的升高、水分狀況的變化對大豆的生長發育、品質和生產產量等都產生了深遠影響[1]。文章著眼于全球氣候的變化對大豆產量和質量產生的影響，從CO2濃度、溫度、水分脅迫等三方面來綜合分析氣候變化對大豆的生產影響，并力求在這個基礎上，進一步研究氣候變化對我國東北地區，尤其是吉林省大豆生產的影響。以期對未來大豆的生產情況和制定應對氣候變化等提供研究依據。

關鍵詞：CO2濃度；氣候變暖；大豆產量

自18世紀60年代以來，人類從事的關于經濟發展的一切活動雖然促進了人類社會的大幅進步，也導致對環境造成了一系列的破壞。自1750年以來，大氣中的CO2、CH4及氮氧化物等大氣成分的濃度不斷升高，經過近幾年的資料調查顯示，據目前的空氣評估標準發現，當下空氣中的CO2的濃度已經遠遠接近甚至超過了工業革命時期的最高值。我們知道，CO2是最為主要的一種致使溫室效應的氣體，大氣中，CO2濃度的不斷升高，除了引發全球氣溫升高、海平面上升、降水量格局產生變化外，還對我國一些農作物的種植和產量也產生了深遠的影響。據農業部的調查資料顯示，20世紀以來，全球大陸的降水量大約增加了2%左右，但這只是就總體而言，各地的表現并不一致[2]。例如在我國的東北地區、華北中南部地區，及其附近的黃淮海平原、山東半島及其周圍部分地區的降水量，在近幾年來都呈現出了不同程度的減少趨勢。因此，綜上所述，我們發現，CO2的升高不僅導致了全球的平均溫度普遍升高、各地降水的格局逐漸發生改變外，還對各類植物的生長過程、農作物的產量、灌溉的次數和面積、糧食作物的品質等均產生了極其重要的影響。以大豆為例，它是我國種植面積最為廣泛、產量較多、最為主要的農作物之一，所以近年來氣候的不斷變化對大豆產生的的影響也就格外引人重視。文章從CO2濃度升高對大豆產生的影響入手，旨在為未來合理規劃大豆的生產模式、生產規模應對氣候的變化提供出有實際作用的指導建議。

1 溫室氣體——CO2濃度的增加對大豆的影響

1.1 從生理指標上的影響來看

各類植物在進行光合作用時都需要CO2，可以說它是植物進行正常生長時的必需品。短期內CO2濃度的升高會促進植物光合作用的增強，這樣有利于植物的生產[3]。但如果長此以往，CO2的濃度居高不下，逐漸的將會使得植物對將使植物對CO2逐漸產生依賴，甚至這種依賴性會越來越深，場次發展下去，這樣發展下去，CO2對植物進行光合作用時的速度和效率會隨著時間的不斷延長而逐漸降低甚至消失。再次，在高濃度的CO2影響下，植物的生長量會出現加速反應，植物體內的N的濃度也會隨之降低。我們知道，N會促進植物對營養成分的吸收，當氮的濃度不足以供給給植物時，即氮的含量限制了植物體內正常的生陳代謝，滿足不了植物正常的生長需求了。由此觀之，超過正常值范圍的高濃度的CO2不僅會影響大豆植物體內的碳氮平衡，還會影響到大豆正常的生長周期和產品質量。

1.2 對大豆生長周期與生產品質的影響

隨著空氣中CO2濃度的不斷盤升，不僅大大促進了植物光合效用，還有效提高了植物對水分的充分利用率，和兩個因素的提高在一定情況下大大縮短了大豆的生長周期和生產品質。拿冬小麥為例，在CO2濃度增加的影響下，冬小麥的抽穗、開花和乳熟期大約會提前2天到4天。

高濃度的CO2影響之下，大豆的葉面積也可以增加18%之多，種子的產量也增加了27%之多。

1.3 對大豆農作物生產質量的影響

眾所周知，農作物的生產產量的多寡和農作物的品質的優良會受到很多因素的影響。這些因素有來自大自然的外界條件影響，也有來自人為條件的影響。就外界因素來說，植物體自身的遺傳基因、植物生長的外部環境等對植物的生產產量和生產品質的影響尤為突出。隨著大氣之中CO2濃度的不斷增高，農作物自身的光合作用會伴隨這個過程逐漸增強[4]，除此之外，植物體根系的吸收能力也會不斷提高，例如，對各種礦物元素的吸收能力大大提高。這些能力的提高將會很有利于提高農產品的生產質量。但事物都是具有兩面性的，物極必反，CO2濃度的不斷增高雖然會有利于提高農作物的生產品質，但長此以往，植物體內的含碳量會不斷增加，而植株的含氮量濃度就會相對的減少，在此影響下，農作物含有的蛋白質含量也會隨之減少。進而會影響到農作物的生產品質，這也是一直困擾廣大農學家的問題之一。

2 氣溫的不斷攀升對大豆生產產生的影響

2.1 對大豆生長產量的影響

總體而言，溫度升高對于植物的生長發育來說，是弊大于利的。具體而言，溫度的升高，會促進植物生長發育速度的加快，大大縮短植物的生長期限。并且溫度的升高還會導致植物光合速度的下降，導致作物的呼吸作用加強，進而影響農產品的生產質量。氣溫升高對大豆的生產影響也極為明顯，但不同地區的影響也是不一樣的[5]。對于一些地處在中、高緯度的地區而言，總體而言，氣溫的不斷升高是有利于提高大豆的生產產量的。例如東北的吉林省，大豆的種植面積很廣，氣候變暖將影響土壤中根瘤菌的存活，這明顯改善了大豆的生育期條件，進而大大促進了大豆的生產產量的提高。

2.2 對大豆生產品質的影響

溫度的不斷升高對大豆的生產品質也不斷的產生著深刻的影響。例如根據著名科學家Piper等人的研究表明，溫度的變化不僅可以改變大豆植株體內的油分和碳水化合物的含量，也會改變大豆植株體內的糖含量和淀粉含量也會隨著溫度的不斷生升高而有所改變。但溫度對大豆生產品質的影響也會因地而異。例如在吉林等地，隨著溫度的升高，大豆的油分含量和蛋白質含量卻呈現出不斷升高的趨勢。科學家Caldwell的研究表明，高溫促使大豆的異黃酮含量大大降低，這些因素的綜合疊加會對大豆的生產品質產生深遠的影響。

3 結束語

綜上所述，我們發現，空氣中CO2濃度的不斷升高不僅可以不斷促進大豆的光合作用，還會縮短大豆的生長周期，提高大豆的生產品質。結合目前國內對CO2濃度升高的研究發現，不同地區、不同品種的大豆會呈現出不同的影響趨勢。以吉林地區為例，空氣中CO2濃度升高除了引發的溫度升高之外，還大大縮短了大豆的生長期，也有利于大豆生產品質的提升。針對于此，我們很有必要進行更積極的深入研究，以期提高對氣候變化的適應能力。

參考文獻

[1]侯國成，王秀萍.大連氣候變暖及其對對農業的影響[J].生態學，2009（5）.

[2]林而達.氣候變化對中國東北地區生態與環境的影響[J].中國農學通報，2007（4）.

[3]孫鳳華.東北地區近44年的氣候暖干化趨勢分析及可能影響[J].生態學，2005（7）.

[4]云雅如，方修琦，王麗巖，等.我國作物種植界線對氣候變暖的適應性響應[J].作物，2007（3）.

[5]馬占云，韓雪，王赫然.自由大氣CO2濃度升高對夏大豆生長與產量的影響[J].生態學報，2009（9）.