微智科技网
您的当前位置:首页植物及所在生态系统对CO2浓度升高的生理生态影响及由此引起的几点对低碳生活的一些思考

植物及所在生态系统对CO2浓度升高的生理生态影响及由此引起的几点对低碳生活的一些思考

来源:微智科技网


植物及所在生态系统对CO2浓度升高的生理生态影响及由此引起的几点

对低碳生活的一些思考

近100多年来,全球平均气温经历了:冷→暖→冷→暖四次波动,但总的来说气温呈上升趋势,进入八十年代后,全球气温明显上升,这是毋庸置疑的事实。而这一切的罪魁祸首就是大气中二氧化碳含量的增加,它就像一张巨大的网笼罩在地球大气层的上方,对气候、海洋、农作物、人体健康、生态系统等造成了不可估量的危害或损失。在这里我只就植物及生态系统对CO2浓度升高的生理生态的影响作简要的论述:

1. CO2浓度的升高对植物及生态系统的影响 1.1对植物生理的影响 1.1.1对光合作用的影响

CO2是光合作用的原料之一,浓度升高首先为光合作用提供了较多的原料,而且提高了参与光合作用光反应和暗反应有关的酶的活性如1,5-二磷酸核酮糖羧化酶 ,从而增强了对CO2的固定能力;同时抑制了参与呼吸作用有关酶的活性,如RuBP加氧酶,减少了光呼吸底物乙醇酸的生成,降低了植物的光呼吸强度,从而提高了光合作用效率。

据有关试验,表明:“CO2浓度升高有利于植物叶片单位鲜重或单位叶面积、光合色素叶绿素和类胡萝卜素含量的提高,增强其对光能的捕获能力;能降低叶绿素啊a/b比值,更有利于形成叶绿素b和捕光色素蛋白复合体,增强对光能的吸收;还能降低荧光非光化学猝灭系数,减少对不能参与光反应的非辐射能量的耗散,有利于光能的有效利用;其光系统Ⅱ活性和它的原初光能转化效率及潜在光合作用量子转化效率也都明显提高,有助于有效地将光能转化为生物化学能。”

CO2浓度升高,短期内可以使许多植物的光合速率大幅度提高如棉花、大豆、马铃薯和水稻等 ,长时期时则会产生适应性下降,提高幅度减小,有的甚至非但没有提高,反而有所下降。其原因可能与有关酶活性下降、光合产物的反馈抑制、源-库平衡遭到破坏等有关。

1.1.2对呼吸作用的影响

CO2浓度升高抑制了参与呼吸作用有关酶的性,如RuBP加氧酶,减少了光呼吸底物乙醇酸的生成,降低了植物的光呼吸强度;CO2是呼吸作用的最终产物,当外界环境中CO2浓度升高到1%~10%时,呼吸作用明显被抑制,达到10%时可使植物致死。不同植物对CO2浓度升高所产生的影响也不相同 。

1.1.3对蒸腾作用的影响

CO2浓度升高,导致气孔的张开度缩小,部分关闭,气孔导度降低,蒸腾速率减小,水分利用效率提高。然而不同类型的植物反应亦有差异。例如“美国生物圈2号内生长在较高CO2浓度下的10种植物,其气孔导度与蒸腾速率的降低,水分利用效率提高的变化,是C3植物大于C4植物,荒漠C3植物大于雨林C3植物。”

1.2对植物群落的影响

CO2浓度的升高,对植物群落产生此消彼长的影响。根据植物对CO2浓度的敏感程度(植物光合作用的CO2最适浓度约为0.1%,而当CO2浓度达到10%时,呼吸作用明显被抑制,可使植物致死。),有的植物存活下来啦,而有的死啦。有时候,CO2浓度的变化可以使植物得以繁衍,但也可以使植物遭到灭顶之灾。

1.3对生态系统的影响

CO2浓度升高,植物群落组成成分的变化,影响生态系统的物质循环及其结构与功能。CO2浓度升高,植物枯枝落叶C/N比值升高,含N量减少,直接影响土壤微生物区系的种类组成和数量,导致营养物质循环的减缓和土壤肥力减退。植物蛋白质等营养成分的下降,则导致草食动物摄食量的增加,生长缓慢、发育不良、群体减小,而以其为食的肉食动物群体也随之受到影响(Bazzaz 1992)。某些昆虫群体的减少,反过来又会影响到虫媒植物的授粉、生殖,引起生态系

统的退化和生产力的降低。

2. 由CO2浓度的升高对植物及生态系统的影响所引发的对现代社会广泛提倡的“低碳生活”的

思考

人的生活无时无刻都在跟C这个元素打着交道,就像鱼儿离不开水,用这个比喻一点都不过分。比如,我们平时上的网,上网需要电能,无论电能是火力还是水利还是核能,都和C脱离不了关系,火力需要煤炭等能源;水利需要机器,机器需要燃料;核能需要核电站,更不用说,需要大量的能源来维持它的正常运转。从我们身边、周围的每一件物品说起,都和C元素分不开。我们就是生活在了这样一个充满了C元素的外环境中。

那么既然我们离不开这样的生活环境,那么我们怎样才能尽量减少碳氧化物的排放呢?什么样的生活才算是真正的低碳生活呢 ?我们不可能为了不用碳而放弃电脑的使用吧!笔者的理解是CO2是大气成分的重要组成部分,在目前以及以后相当长的时间里总是处在动态平衡当中,那么当排放和吸收相互平衡的时候就是所说的低碳生活;同时CO2是植物光合作用的主要原料之一,当CO2浓度过低时,光合作用会受原料而降低。

那么在现实生活中,怎样做才算是做到了低碳生活:

各种使用物质的充分利用、重复使用:说起来容易,做起来实在不容易,世界上没有绝对的东西存在;重污染的物质不用或少用,这里的重污染的物质是指C元素在该物质中所占的比例的大小;做好城市绿化工作,植物是CO2 的主要吸收者,是平衡大气中CO2和O2平衡的关键,绿化中也有一些需要注意的地方,如所栽植植物的成活率,如果是死亡,那么它不仅不吸收CO2,反而会因为要呼吸作用释放CO2……….

三.本门课程的知识内容,对于你的学位论文研究工作(或选题)有何意义

对于选题,很遗憾,我的课题基本已定下,但是对于本题,我却有很独特的思考:现在研究生的水准怎样,跟上世纪的研究生相比,我们什么地方比他们逊色?本课程,使我对自己的课题思考的更多,对于自己的定位有了更深刻的认识。

对于以后的论文研究工作,则有很好的知道作用,具体表现在以下几个方面:

1.实验方法的不断改良 在阎老师在讲述光合速率的测定发展历程时,我的感触很大,好的实验方法和优良的实验仪器都是在反复的揣摩创造出来的。这需要我们在实验过程中不断的思考,怎样能使实验更完美。

2.在某一领域发展到一定阶段,停滞不前时,总得有那么一两个人站出来。站在时代的前沿,我们才能看得更远、走的跟快。 3.当你知道的更多的时候,才发现不知道的比知道的还多 这要求我们在以后的实验工程中,能够脚踏实地、不断的提出问题、解决问题。

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容