溫度變化對云南濕地植物的影響研究

李暉

摘要：指出了云南地處云貴高原，對溫度的變化更為敏感，而且存在著豐富的濕地資源和植被，因此成為研究溫度變化對濕地植被影響的理想區域。總結了20世紀60年代到21世紀初溫度的時空變化規律，分析了溫度升高與降低分別對云南濕地植被造成的影響，以期對全球氣候變暖所帶來影響的深入研究提供參考。

關鍵詞：溫度變化；光合作用；云南濕地植物；影響綜述

中圖分類號：S42 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）08-0003-02

1.引言

云南省西起橫斷山脈，東與貴州、廣西相接，橫跨8個經度，東西長約555 km；南與緬甸、老撾、越南接壤，北與四川相接，縱貫約9個緯度，南北寬達999 km；位于20°～29°N，97°～105°E，面積為390000 km2，占全國面積的4.11%。由于云南地處云貴高原，對氣候變化較敏感。云南的年平均溫度，除金沙江河谷和元江河谷外，大致由北向南遞增，平均溫度在5～24℃之間，南北氣溫相差達19℃左右，出現了“南邊炎熱北邊涼”的現象。

隨著全球氣候變暖，溫度變化對云南濕地植被的影響受到越來越多的國內外學者的關注。

2.云南氣溫的時空變化

根據連續47年的氣溫觀測數據表明，云南全省的氣溫變化明顯，是對全球氣候變暖最敏感的地區之一。通過觀測數據可以看出，氣溫變化幅度與高度呈正相關，海拔越高氣溫變暖越明顯。極端最低溫度的增溫幅度顯著高于最低溫度。云南省1961～2006年的年均氣溫和變化趨勢見圖1和圖2。

2.1云南氣溫的時間變化

從圖1和圖2可以看出云南的氣候變暖特征，47年來云南呈增溫趨勢，20世紀60年代以來云南氣溫明顯增暖，全省平均增溫速率為0.241℃/10a，略高于最近50年（1951-2001）全國平均的增溫速率0.22℃/10a。氣溫變化幅度與高度呈正相關。1971年和1997年分別是這47年中的最低溫和最高溫。

2.2云南氣溫的空間變化

從圖2可以看出，增溫最大的是昆明和普洱，分別為2.08℃/47年和1.92℃/47年，其次為香格里拉，為1.80℃/47年。從圖2可以看出，47年以來云南氣溫上升幅度為0.40～2.08℃，滇中、滇南、滇西北、滇西南及滇西西南部氣溫增加最快在1.18℃以上，昆明最高為2.08℃，云南東部以及西部的大理、麗江增溫緩慢在0.40～0.91℃。總的來看，1961～2006年這47年里云南西部的增溫幅度明顯高于東部，說明云南的溫度變化具有明顯的區域特征。

3.溫度升高對云南濕地植被的影響

3.1溫度升高對云南濕地植被有利的影響

溫度升高提高了這幾種濕地植物中酶的活性。酶是一類生物催化劑，它們支配著生物的新陳代謝、營養和能量轉換等許多催化過程，與生命過程關系密切的反應大多是酶催化反應，酶的這些性質使細胞內錯綜復雜的物質代謝過程能有條不紊地進行，對這幾種濕地植物的生長發育有重要的調節控制作用。因此，溫度升高后酶的活性提高，加快了這幾種濕地植物的發育進程。氣溫升高使得植物春季物候期明顯提前。

溫度升高后，原本正常的蛋白合成受到一定程度的抑制，而為了繼續生命活動，在這幾種濕地植物體內合成了一種特殊的蛋白——熱激蛋白（heat shock proteins，HSPs）。溫度升高后，控制熱激蛋白的基因迅速增加，熱激蛋白迅速合成，對高溫造成的受損蛋白進行修復。熱激蛋白增加后，不同程度地降低了花莢脫落率。

3.2溫度升高對云南濕地植被不利的影響

大部分植物的種子在春季萌發時，需要經歷一段時間的低溫春化。一般是指植物必須經歷一段時間的持續低溫才能由營養生長階段轉入生殖生長階段的現象，我們把這一現象稱為春化作用。然而隨著冬春季節溫度的升高，沒有了持續的低溫，無法進行春化，需要更多的有效積溫才能夠發芽。這就使得這幾種濕地植物的萌發晚于正常時間，打亂了這幾種濕地植物的整個物候。

溫度對呼吸作用的影響程度取決于呼吸作用的溫度系數（Q10）。溫度升高后，這幾種濕地植物呼吸速率會升高。但是當溫度升高超出耐受范圍之后，這幾種植物的呼吸速率會下降。呼吸作用下降后，為這幾種濕地植物的生命活動提供的能量降低，這幾種濕地植物的各項生命活動能力也降低。

溫度升高對這幾種濕地植物的生長速率有一定的影響。高溫脅迫對植物的生長、發育和繁殖均有不利影響。考察溫度升高對云南濕地植物生長影響的一個重要指標便是生物量。大部分的濕地植物，隨著溫度的升高，生物量會下降。溫度升高后，這幾種濕地植物的葉片會由綠變黃直至枯死，它們的生長會變得緩慢，比正常溫度下生長的植株矮。

4.溫度降低對云南濕地植被的影響

4.1溫度降低對云南濕地植被的有利影響

大部分植物的種子需要經歷低溫春化才能夠萌發，由營養生長階段轉入生殖生長階段。而溫度的降低，有了持續的低溫階段，這幾種濕地植物能夠進行正常的春化，對冬眠植物的成花也有誘導和刺激作用，進而影響植物的繁殖能力。

4.2溫度降低對云南濕地植被的不利影響

溫度降低后，這幾種濕地植物對氧氣的利用率降低，細胞組織中的活性氧分子迅速積累，超出了正常所需活性氧分子的量，對植物來說是一種氧化脅迫。這種氧化脅迫對這幾種濕地植物有潛在毒性。它使得這幾種濕地植物的脂質損傷、蛋白質損傷，最關鍵的是DNA損傷，遺傳受到限制，威脅到它們后代基因的延續以及家族的延續。

溫度降低后，不僅對這幾種濕地植物的地上部分有影響，對于它們的地下部分的根系也有一定的影響。低溫使得這幾種濕地植物的根系出現褐色反應，再嚴重者會出現漚根現象。這兩種現象出現后，會嚴重影響根系對于養分的吸收，養分吸收減少后，這幾種濕地植物體內的一系列活動會受到影響。

溫度降低后，這幾種濕地植物面臨的一個最大威脅便是凍害。凍害即作物在0℃以下的低溫使作物體內結冰，對作物造成的傷害。凍害之所以發生是因為植物體內細胞膜系統的受損。凍害的癥狀主要是葉子和莖出現結冰并表現出冰漬，有的植物會出現暗褐色斑點。如果凍害發生在春季，會使這幾種濕地植物的成花凍死，嚴重者使這些濕地植物滅亡。如果凍害發生在冬季，則使這幾種濕地植物的種子凍死，來年無法正常萌發。總之，凍害對于云南濕地植物是最大的威脅之一。

5.結語

全球氣候變暖對云南濕地植被的影響，是一個長期和緩慢的過程。溫度變化對高海拔地區的影響大大超過對平原地區的影響，而云南地處云貴高原，濕地資源豐富，成為研究溫度變化對濕地植被影響的理想區域。從20世紀60年代到21世紀初，云南呈增溫趨勢。云南西部的增溫幅度明顯高于東部，說明云南的溫度變化具有明顯的區域特征。這些特征嚴重影響了云南濕地植被的生長。

總之，全球氣候變暖，對云南濕地植被的生存是一個不小的威脅。濕地植物作為系統內物質循環和能量流動的首要生物因素，在維持閉合半閉合濕地生態系統的穩定和物質循環中起著重要作用，是其結構和功能的核心。因此，研究溫度變化對云南濕地中植被的影響，具有重要的科學意義以及廣泛的現實意義。