浅析气候变化对青海云杉繁育的影响
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摘要：指出了随着气候变暖，气温升高，UV-B辐射（紫外线B辐射）的增强，很大程度上影响到青海云杉季节性的生长规律和其种子、幼苗的培育，以及青海云杉的繁育。从种子萌芽、幼苗光合色素含量、幼苗生长3个方面探讨了气候变暖对云杉繁育的影响。
关键词：气候变暖；UV-B辐射；云杉繁育
中图分类号：S791.18文献标识码：B文章编号：1674-9944（2013）10-0032-03
1引言
青海云杉是我国特有的常绿乔木，主要分布在我国西北部地区，随着广泛推广和引栽，现已经成为我国城乡绿化、护牧林建设、用材林建设、水源林建设的重要品种。自20个世纪60、70年代以来，青海云杉已在我国甘肃、宁夏以及青海等省区都成立了母树林和种子园，经这些母树林和种子园的管理人员反映以及调查研究发现，青海云杉繁育较快，品种优良。但随着气候变暖，气温升高，UV-B辐射（紫外线B辐射）的增强，很大程度上影响到青海云杉季节性的生长规律和其种子、幼苗的培育，影响着青海云杉的繁育。本文将主要探讨气候变化对青海云杉繁育的影响，而云杉繁育主要包括两个方面的内容，即种子萌芽和幼苗成长。因此，本文主要从种子萌芽、幼苗光合色素含量、幼苗生长3个方面探讨气候变暖对云杉繁育的影响。
2气候变化对青海云杉种子萌发和芽苗生长的影响
据相关调查发现（表1），第一，无论是UV-B辐射增强还是处于自然状态，气候变暖都将有助于青海云杉种子的加速萌芽，其种子的发芽指数、发芽概率、发芽势头都会随着气候的变暖发生显著的提高。同时，只是进行单纯提高云杉种子孕育温度，其种子萌芽最快，在20d就能萌芽，并且发芽率很高，芽苗的死亡率很低。第二，不管温度是否变暖，UV-B辐射的增强对青海云杉种子萌芽都会产生影响。可在单纯的UV-B辐射增强状态，种子芽苗的死亡率将达到最高，达到了77%，而在增强UV-B辐射的同时增高温度，种子芽苗的死亡率却降低到42.22%。第三，不管UV-B辐射增强不增强，只要气候变暖，种子芽苗将会加速生长，而增温的同时也增强UV-B辐射，芽苗生长速度将有所缓慢。因此，可以看出，对于青海云杉种子萌芽和芽苗生长，气温变暖对UV-B辐射增强具有明显的缓解作用。
青海云杉是我国所特有的常绿乔木，主要分布我国的西北部地区，随着广泛推广和引栽，其已经成为我国城乡绿化、护牧林建设、用材林建设、水源林建设的重要品种。自20世纪60、70年代以来，青海云杉已在我国甘肃、宁夏以及青海等省都成立了母树林和种子园，经这些母树林和种子园的管理人员反映以及调查研究发现，青海云杉繁育较快，品种优良。
通过相关调查实验可知，全球气候变化对青海云杉种子的萌芽和芽苗的生长产生显著的影响，气候变暖将有助于青海云杉种子的萌芽和芽苗的发育生长，但同时，UV-B辐射的增强却对种子萌芽有着较大抑制作用，并也促发了芽苗死亡率的提高，可在气温变暖的同时增强UV-B辐射，种子的发芽率、发芽指数、发芽势尽管比仅仅增高气温状态下的发芽率、发芽指数、发芽势要低，但是比自然状态和仅仅增强UV-B辐射时的发芽率、发芽指数、发芽势要高许多。因此，在青海云杉种子萌发阶段，气温对其起着非常关键的作用，气候的变暖无论如何都将促进种子的萌发速度，不管UV-B辐射是增强还是处于自然状态。
3气候变化对青海云杉幼苗光合色素的影响
据相关调查实验发现（图1），全球气候变化（气温变暖和UV-B辐射增强）对青海云杉幼苗光合色素产生巨大的影响。第一，在UV-B辐射增强而气温处于自然的状态下，青海云杉叶片中的叶绿素a和叶绿素b以及类胡萝卜素和总叶绿素含量都有所降低，可是在增强UV-B辐射的同时又提升气温温度，这种对叶绿素a和叶绿素b以及类胡萝卜素和总叶绿素含量的影响
将会得到抑制和缓解。可见，气候变暖将会提升青海云杉叶片中叶绿素a和叶绿素b以及总叶绿素的含量。
图1中，C表示温度变暖，U表示仅UV-B增强，W表示自然状态，U+W表示UV-B增强+温度变暖。在此调查实验中，青海云杉叶片中发生光合作用的色素主要有类胡萝卜素、叶绿素，这些色素跟云杉的光合作用息息相关，它们对光合作用中起着光能吸收和传递的作用。UV-B辐射的增强将对光合色素的光降解和光失活作用产生影响，从而间接地抑制了青海云杉的光合作用。而气温变暖将使云杉体内的生化和化学反应的速率加快，即气温变暖一定程度上促进了云杉体内光合作用速率，使得云杉叶片中的各种光合色素含量大大提高。从本调查实验可以发现，UV-B辐射的增强使得云杉叶片中的光合色素降低，而气温变暖则抑制了这种色素降低的程度，对叶绿体和叶绿素等起着一定的保护作用。有助于缓解UV-B辐射增强对二者的伤害。
4气候变化对青海云杉幼苗生长的影响
根据相关的调查实验（图2）可以发现，气温变暖对幼苗株高、生物量积累、根长、地径等都有着促进作用，而UV-B辐射的增强对其都会产生抑制作用，可见，气候变暖促进青海云杉幼苗的生长，UV-B辐射的增强将对青海云杉幼苗的生长具有消极和抑制作用。
图2中，C表示温度变暖，U表示仅UV-B增强，W表示自然状态，U+W表示UV-B增强+温度变暖。首先，青海云杉幼苗茎的伸长和生长一定程度上受到了UV-B增强的抑制UV-B辐射增强引起的氧化胁迫能够氧化生长素IAA，而IAA参与植物细胞的延伸生长，因此，增强UV-B辐射导致的株高降低可能与IAA的代谢受阻有关。其次，UV-B辐射的增强一定程度上抑制了青海云杉幼苗根的生长。这一方面是因为UV-B辐射的增强降低了地面上植物的光合能力，对地面上云杉各部位的生长产生了影响，从而降低了光合产物对根部的输送。一方面是由于UV-B辐射的增强对云杉根部的生长产生了直接的抑制作用。
5结语
气候变化对青海云杉种子萌发和芽苗生长、幼苗光合色素含量、幼苗生长情况都会产生影响，其中气候变暖对青海云杉种子萌发和芽苗生长、幼苗光合色素含量、幼苗生长情况都有着积极的促推作用，而UV-B辐射的增强对青海云杉种子萌发和芽苗生长、幼苗光合色素含量、幼苗生长情况都产生了消极的抑制作用。但是气候变暖和UV-B辐射的增强在青海云杉繁育的不同阶段所产生的影响程度有所不同，在种子萌芽和芽苗生长阶段，气温起着了关键的作用，无论UV-B辐射的增强与否，气候变暖都会对青海云杉种子的萌芽和芽苗的生长产生积极的影响。在幼苗光合作用和生长阶段，气候变暖和UV-B辐射的增强对其产生的影响程度相当，气候变暖促进了色素含量的增加，有利于光合作用的发生，助推了幼苗的生长，但是UV-B辐射的增强则抑制着幼苗的生长。总之，在这气候日益变暖、UV-B辐射不断增强的环境下，对于青海云杉的繁育，应尽量采取防止UV-B辐射的措施，以促进青海云杉的繁育。
参考文献：
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