温度变化对云南湿地植物的影响研究

摘要：指出了云南地处云贵高原，对温度的变化更为敏感，而且存在着丰富的湿地资源和植被，因此成为研究温度变化对湿地植被影响的理想区域。总结了20世纪60年代到21世纪初温度的时空变化规律，分析了温度升高与降低分别对云南湿地植被造成的影响，以期对全球气候变暖所带来影响的深入研究提供参考。

关键词：温度变化；光合作用；云南湿地植物；影响综述

中图分类号：S42

文献标识码：A 文章编号：16749944（2016）08000302

1 引言

云南省西起横断山脉，东与贵州、广西相接，横跨8个经度，东西长约555 km；南与缅甸、老挝、越南接壤，北与四川相接，纵贯约9个纬度，南北宽达999 km；位于20°～29°N，97°～105°E，面积为390000 km2，占全国面积的4.11%。由于云南地处云贵高原，对气候变化较敏感。云南的年平均温度，除金沙江河谷和元江河谷外，大致由北向南递增，平均温度在5～24 ℃之间，南北气温相差达19 ℃左右，出现了“南边炎热北边凉”的现象。

随着全球气候变暖，温度变化对云南湿地植被的影响受到越来越多的国内外学者的关注。

2 云南气温的时空变化

根据连续47年的气温观测数据表明，云南全省的气温变化明显，是对全球气候变暖最敏感的地区之一。通过观测数据可以看出，气温变化幅度与高度呈正相关，海拔越高气温变暖越明显。极端最低温度的增温幅度显著高于最低温度。云南省1961～2006年的年均气温和变化趋势见图1和图2。

2.1 云南气温的时间变化

从图1和图2可以看出云南的气候变暖特征，47年来云南呈增温趋势，20世纪60年代以来云南气温明显增暖，全省平均增温速率为0.241℃/10a，略高于最近50年（1951-2001）全国平均的增温速率0.22℃/10a。气温变化幅度与高度呈正相关。1971年和1997年分别是这47年中的最低温和最高温。

2.2 云南气温的空间变化

从图2可以看出，增温最大的是昆明和普洱，分别为2.08 ℃/47年和1.92 ℃/47年，其次为香格里拉，为1.80 ℃/47年。从图2可以看出，47年以来云南气温上升幅度为0.40～2.08 ℃，滇中、滇南、滇西北、滇西南及滇西西南部气温增加最快在1.18 ℃以上，昆明最高为2.08 ℃，云南东部以及西部的大理、丽江增温缓慢在0.40～0.91 ℃。总的来看，1961～2006年这47年里云南西部的增温幅度明显高于东部，说明云南的温度变化具有明显的区域特征。

3 温度升高对云南湿地植被的影响

3.1 温度升高对云南湿地植被有利的影响

温度升高提高了这几种湿地植物中酶的活性。酶是一类生物催化剂，它们支配着生物的新陈代谢、营养和能量转换等许多催化过程，与生命过程关系密切的反应大多是酶催化反应，酶的这些性质使细胞内错综复杂的物质代谢过程能有条不紊地进行，对这几种湿地植物的生长发育有重要的调节控制作用。因此，温度升高后酶的活性提高，加快了这几种湿地植物的发育进程。气温升高使得植物春季物候期明显提前。

温度升高后，原本正常的蛋白合成受到一定程度的抑制，而为了继续生命活动，在这几种湿地植物体内合成了一种特殊的蛋白――热激蛋白（heat shock proteins，HSPs）。温度升高后，控制热激蛋白的基因迅速增加，热激蛋白迅速合成，对高温造成的受损蛋白进行修复。热激蛋白增加后，不同程度地降低了花荚脱落率。

3.2 温度升高对云南湿地植被不利的影响

大部分植物的种子在春季萌发时，需要经历一段时间的低温春化。一般是指植物必须经历一段时间的持续低温才能由营养生长阶段转入生殖生长阶段的现象，我们把这一现象称为春化作用。然而随着冬春季节温度的升高，没有了持续的低温，无法进行春化，需要更多的有效积温才能够发芽。这就使得这几种湿地植物的萌发晚于正常时间，打乱了这几种湿地植物的整个物候。

温度对呼吸作用的影响程度取决于呼吸作用的温度系数（Q10）。温度升高后，这几种湿地植物呼吸速率会升高。但是当温度升高超出耐受范围之后，这几种植物的呼吸速率会下降。呼吸作用下降后，为这几种湿地植物的生命活动提供的能量降低，这几种湿地植物的各项生命活动能力也降低。

温度升高对这几种湿地植物的生长速率有一定的影响。高温胁迫对植物的生长、发育和繁殖均有不利影响。考察温度升高对云南湿地植物生长影响的一个重要指标便是生物量。大部分的湿地植物，随着温度的升高，生物量会下降。温度升高后，这几种湿地植物的叶片会由绿变黄直至枯死，它们的生长会变得缓慢，比正常温度下生长的植株矮。

4 温度降低对云南湿地植被的影响

4.1 温度降低对云南湿地植被的有利影响

大部分植物的种子需要经历低温春化才能够萌发，由营养生长阶段转入生殖生长阶段。而温度的降低，有了持续的低温阶段，这几种湿地植物能够进行正常的春化，对冬眠植物的成花也有诱导和刺激作用，进而影响植物的繁殖能力。

4.2 温度降低对云南湿地植被的不利影响

温度降低后，这几种湿地植物对氧气的利用率降低，细胞组织中的活性氧分子迅速积累，超出了正常所需活性氧分子的量，对植物来说是一种氧化胁迫。这种氧化胁迫对这几种湿地植物有潜在毒性。它使得这几种湿地植物的脂质损伤、蛋白质损伤，最关键的是DNA损伤，遗传受到限制，威胁到它们后代基因的延续以及家族的延续。

温度降低后，不仅对这几种湿地植物的地上部分有影响，对于它们的地下部分的根系也有一定的影响。低温使得这几种湿地植物的根系出现褐色反应，再严重者会出现沤根现象。这两种现象出现后，会严重影响根系对于养分的吸收，养分吸收减少后，这几种湿地植物体内的一系列活动会受到影响。

温度降低后，这几种湿地植物面临的一个最大威胁便是冻害。冻害即作物在0 ℃以下的低温使作物体内结冰，对作物造成的伤害。冻害之所以发生是因为植物体内细胞膜系统的受损。冻害的症状主要是叶子和茎出现结冰并表现出冰渍，有的植物会出现暗褐色斑点。如果冻害发生在春季，会使这几种湿地植物的成花冻死，严重者使这些湿地植物灭亡。如果冻害发生在冬季，则使这几种湿地植物的种子冻死，来年无法正常萌发。总之，冻害对于云南湿地植物是最大的威胁之一。

5 结语

全球气候变暖对云南湿地植被的影响，是一个长期和缓慢的过程。温度变化对高海拔地区的影响大大超过对平原地区的影响，而云南地处云贵高原，湿地资源丰富，成为研究温度变化对湿地植被影响的理想区域。从20世纪60年代到21世纪初，云南呈增温趋势。云南西部的增温幅度明显高于东部，说明云南的温度变化具有明显的区域特征。这些特征严重影响了云南湿地植被的生长。

总之，全球气候变暖，对云南湿地植被的生存是一个不小的威胁。湿地植物作为系统内物质循环和能量流动的首要生物因素，在维持闭合半闭合湿地生态系统的稳定和物质循环中起着重要作用，是其结构和功能的核心。因此，研究温度变化对云南湿地中植被的影响，具有重要的科学意义以及广泛的现实意义。

参考文献：

[1]丁一汇，任国玉，石广玉，等. 气候变化国家评估报告：中国气候变化的历史和未来趋势[J].气候变化研究进展，2006，2（1）：1～9.

[2]郑建萌，等.云南近百年来温度雨量的变化特征分析[J].灾害学，2010，25（3）：24～31.

[3]刘瑜，等.云南近46年降水与气温变化趋势的特征分析[J].灾害学，2010，25（1）：39～44.

[4]徐雨晴，陆佩玲，于 强.气候变化对我国刺槐、紫丁香始花期的影响[J].北京林业大学学报，2004，26（6）：94～97.

[5]商侃侃，张德顺，王 铖.高温胁迫下植物抗性生理研究进展[J].园林科技，2008，107：1～6.

[6]柴国华，吕慧颖，李辉亮，等.热胁迫对大豆花荚离层细HSP70的基因表达、能量供应及花荚脱落率的影响[J].农业生物技术学报，2006，14（4）：574～577.

[7]范广州，贾志军.植物物候研究进展[J]，干旱气象，2010，28（3）：250～255.

[8]Criddle RS，Hopkin MS，McArthur ED，et al.Plant distribution and the temperature coefficient of metabolism[J].Plant Cell Environment，2000（17）：233～243.

[9]Lobell DB，Schlenker W，Costa-Roberts J.Climate trends and global crop production since 1980[J].Science，2011，333（6042）：616～620.

[10]樊江文，M.Fenner.低温处理种子对植物生长和开花习性影响的研究[J].生态学杂志，2003，22（3）：29～31.

[11]田 昆.陆梅.常凤来，等.云南纳帕海岩溶湿地生态环境变化及驱动机制[J].湖泊科学，2004，16（1）： 35～42.