气候变化对野生植物的影响及保护对策(下) (2)
时间:2016-03-21 11:19 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:黎磊看,陈家宽 点击次数:
4.8旱涝急转弯对湿地植物的影响
气候变暖导致极端性气候发生的频率大幅提高。2011年长江中下游旱涝急转便是全球气候变化下局部地区出现气候异常的典型(封国林等,2012)。水位是影响湿地植物生长、繁殖、群落组成、物种多样性及群落结构的重要生态因子。往年长江中下游在入夏之前进入雨季,之后缓慢进入汛期。而在2011年直到5月末,流域内仍未见大范围降雨,进入6月后流域内连续出现4次强降水。春季长时间干旱导致鄱阳湖、洞庭湖、洪湖等主要湖泊水面积和湖滨的面积减小,使得水温和盐度都上升,富营养化更易于发生,同时陆生生态系统内移,沉水植物和挺水植物的分布向湖心方向扩展,对早春植物的生长和繁殖造成了十分不利的影响。夏季强降雨带来的洪水又对干旱过后幸存的湿地植物造成严重的水淹胁迫(罗文泊等,2007)。植物根系缺氧是洪水带来的主要不利影响之一,洪水可造成土壤氧化还原电位急剧下降,使植物根部环境的氧需求增加。水淹条件下土壤厌氧微生物活动加剧,产生芳香族化合物、有机酸、Fe2+、Mn2+等有害物质,对植物根系造成毒害作用(罗文泊等,2007)。有研究指出,干旱或干涸会导致沉水植物剧减甚至许多沉水植物大量死亡(Mitsch&Gosselink,2000)。长时间水淹或洪水可导致沉水植物、浮叶植物甚至某些挺水植物的种群密度和生物量大幅降低,造成湿地生态系统大量物种死亡,影响种群更新和恢复,改变植被组成和结构。短时间内干旱到洪涝的剧烈变化改变了湿地生物赖以生存的水文条件,造成湿地生物多样性大规模衰退甚至消失,严重破坏湿地生态系统结构,并且湿地环境和水文条件重建后,生态系统食物网恢复的过程十分漫长。
5全球气候变暖影响野生植物的总体趋势
5.1气候变化与全球生态系统敏感度
到2100年,气候变化将导致全球陆地表面49%的植物群落以及全球陆地生态系统37%的生物区系发生改变。卫星地图显示,北半球北方针叶林群落将有90-100%发生改变,这预示着陆地景观会经历一个重大转折,将从森林生态系统转变为草原,或从草地生态系统转变为荒漠。但中东、中亚、中国大陆地区、印度尼西亚以及印度南部生态系统的变化相对较小。地球生物圈平衡被打破以及日益增加的生态压力,导致动植物面临着更加激烈的生存竞争。陆地景观的改变将迫使人类与其他动物必须适应经常迁移。
5.2气候变暖影响植物多样性
最新研究表明,如果现在不作应对气候变化的努力,到2100年气候变暖将严重影响全球植物多样性。在无任何减排努力、全球升温4°C的最悲观模型中,全球植物多样性的平均水平将下降9.4%;但在假设《哥本哈根协议》得以严格执行、到2100年全球升温1.8C的最乐观模型中,全球植物多样性预计将与目前状况无明显变化。气候变暖将对各气候带的植物多样性造成不同程度的影响,温带和北极许多地区则会为更多的植物物种提供生存空间,而亚热带和热带大部分地区植物多样性水平可能明显下降。虽然发达国家在工业化时期长期大量排放温室气体,但预计植物多样性受益地区大多是这些国家,而那些对气候变暖责任较小的发展中国家反而可能遭受重大损失。
5.3“气候槽”(sinkareas)让某些植物迁移无路
当动植物迁徙至较高纬度或较高海拔地区时,会受到地理环境制约,有时会陷入“气候槽”,迁移中将面对海岸线或其他地理屏障,迫使它们无处可去。全球存在许多“气候槽”,包括墨西哥湾北部、亚得里亚海北部,由于后方都是温度趋于上升的地区,这里的物种迁移无路。“气候槽”地区物种将面临着灭绝危机,除非它们能够适应气候变化。某些地区较长的“气候停滞时期”,意味着气候变化速度较慢,这些地区特有物种分布较密集,将成为物种遗传基因和进化避难所。
5.4植物物种灭绝加剧
作为全球气候变暖对植物的极端影响,物种灭绝的速度及可能性将远高于以往。这是由于下一世纪全球气温升高的速度(0.3C/10年)将是过去10万年中最快的(吴榜华等,1997),而许多植物物种对气候变化耐受性的进化速率远远慢于气候变化速率,它们在对气候变化的适应方面具有很强的保守性。沿纬度方向向极地迁移的种,若在迁移途中遇到大的自然地理障碍阻隔而无路可退时将面临灭亡。物种面对气候变暖的另一条逃生路线是向高海拔山地迁移。但是因为山顶面积比山基面积小,物种越向上移动,面对的环境和遗传压力越大,当物种迁到山顶再迁移无路时,只能被更耐低温的种所取代而灭绝。气候变化还将导致本地植物物种面临外来种的竞争压力,竞争力弱的本地种很可能灭绝。
5.5植物物候节律的改变引发生态紊乱
尽管不同物种对气候变化的响应不尽相同,但大量生物物候期变化的证据都表明,随着近年气温的升高,植物生长季延长、春季物候期提前、秋季物候期推迟已成为一种全球趋势(方修琦和余卫红,2002;徐雨晴等,2014)。物候期的提前或延迟,可能引起其他物种的入侵和群落组成与结构的变化,这种变化正在造成生态紊乱。生长季的延长可能对植物生长发育比较有利,但是花期的缩短可能降低传粉成功率,从而威胁到植物的繁殖表明,当植物花期提前1-3周时,17-50%的传粉者将经历食物短缺甚至无食物阶段,并且该比例还会随花期更多的提前而进一步增加,甚至导致该生态系统内的某些传粉者减少甚至消失。一旦植物的传粉者消失,其通过有性繁殖产生的子代数目将急剧减少,并最终导致植物群落衰退。这些植物对气候变化作出的响应可能会给食物链和生态系统带来毁灭性的连锁效应。
6应对全球气候变化、加强野生植物保护与管理的策略
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