1、全球氣候變化是當(dāng)今學(xué)術(shù)和社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)問題之一。氣候變暖與陸地生態(tài)系統(tǒng)之間反饋機(jī)制的是生態(tài)學(xué)研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，極具科學(xué)意義。目前，從研究水平來看，氣候變化對(duì)作物生長(zhǎng)影響主要從溫度、降水、CO2濃度和極端氣候事件四個(gè)方面進(jìn)行。溫度是最重要的生態(tài)因子之一，溫度上升將對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成重要影響。為了研究未來氣候變暖對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的影響，科學(xué)家們進(jìn)行了大量嘗試，野外自然條件下的生態(tài)系統(tǒng)增溫實(shí)驗(yàn)應(yīng)運(yùn)而生。增溫實(shí)驗(yàn)是模擬研究氣候變暖與陸地生態(tài)系統(tǒng)關(guān)系的

2、主要實(shí)測(cè)方法，為氣候變暖與生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)的研究提供直接觀測(cè)數(shù)據(jù)。目前，國外開展了大量野外增溫實(shí)驗(yàn)，用以調(diào)查研究各種生態(tài)系統(tǒng)物種類型、生物多樣性的變化。由于高緯度地區(qū)的增溫效應(yīng)明顯，目前增溫實(shí)驗(yàn)主要集中開展在高緯度地區(qū)的苔原、凍原、溫帶草原和森林等自然生態(tài)系統(tǒng)中，在熱帶或亞熱帶生態(tài)系統(tǒng)，尤其是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，缺少直接的增溫實(shí)驗(yàn)證據(jù)。水分也是極為重要的生態(tài)因子，在各類增溫實(shí)驗(yàn)中，水和熱兩者之間的相互作用一直無法被分開。本次實(shí)驗(yàn)依托水利部農(nóng)業(yè)水

3、利灌溉技術(shù)推廣站的設(shè)施，在上海市青浦區(qū)利用紅外線輻射器進(jìn)行了嚴(yán)格控制地下水位的稻麥輪作農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)野外增溫實(shí)驗(yàn)，將水熱因素徹底分開研究了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變暖的響應(yīng)。從連續(xù)兩年半的野外實(shí)驗(yàn)觀測(cè)中，得到了稻麥輪作生態(tài)系統(tǒng)水稻和小麥地上生物量和產(chǎn)量等變化的第一手?jǐn)?shù)據(jù)，填補(bǔ)了關(guān)于這方面研究實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)不足的局限性。
　　通過紅外輻射增溫的野外實(shí)地研究，得出以下主要結(jié)論:
　　(1)增溫條件下，水稻和冬小麥地上生物量都有不同程度的改變。

4、2008-2009年，水稻地上生物量增溫側(cè)坑分別為811.76±20.88 g/m2和515.95±17.69g/m2，對(duì)照分別為848.66±50.75g/m2和638.94±6.38 g/m2。增溫比對(duì)照分別下降了3.47％和19.53％;冬小麥地上生物量分別上升了6.55％和5.71％。
　　(2)增溫條件下，2008-2009，水稻產(chǎn)量分別下降了5.84％和22.57％;冬小麥產(chǎn)量增溫相對(duì)對(duì)照分別增加了5.19％和5.00

5、％;差異不顯著。其結(jié)果和地上生物量的結(jié)果趨勢(shì)較吻合，說明生物量和產(chǎn)量具有相關(guān)性。
　　(3)溫度升高，水稻地下生物量。增溫地下生物量平均為55.83g/m2，對(duì)照地下生物量平均為51.36 g/m2。增溫比對(duì)照地下生物量增加了8.69％，差異不顯著(P=0.080)。
　　(4)水稻和冬小麥地上生物量的分配發(fā)生改變。2008年，水稻葉片部分增溫占地上總株重的11.43％，對(duì)照占10.40％;2009年，增溫相對(duì)于對(duì)照葉片分別

6、占總株重的12.35％和10.50％，并且均差異顯著(P=0.038)，其余部分增溫和對(duì)照差異并不顯著。增溫明顯使水稻葉片占地上總生物量的比例升高。另外，增溫使莖的比例下降。2008-2009年，冬小麥地上部分莖、葉、穗三部分重量較對(duì)照均有上升，但所占地上總生物量的比重呈現(xiàn)出不同的變化。增溫相對(duì)于對(duì)照，冬小麥莖占地上部分的比例，2008年為30.25％和28.46％，2009年為29.43％和29.38％。另外，2008年穗的比重增溫比

7、對(duì)照略高，其余情況下，增溫相對(duì)對(duì)照，葉和穗的比重均下降。在增溫情況下，冬小麥地上部分都明顯發(fā)生改變。
　　(5)增溫對(duì)水稻和冬小麥品質(zhì)也有一定影響。2008-2009年，水稻千粒重增溫平均為24.78g和22.16g，對(duì)照平均為25.27g和22.67g。增溫比對(duì)照千粒重分別下降了1.98％和2.30％。水稻的千粒重增溫均低于對(duì)照。增溫使水稻籽粒飽滿度下降，外觀品質(zhì)下降。2008-2009年，冬小麥千粒重增溫平均為28.02g和2

8、6.78g，對(duì)照平均為26.64g和27.14g。增溫對(duì)冬小麥千粒重的影響存在不確定性。
　　(6)增溫影響水稻和冬小麥生理生態(tài)，增溫使水稻凈光合速率有所增強(qiáng);另外，水稻蒸騰速率從生育早期到晚期，蒸騰速率一直下降。增溫加速了水稻的蒸騰速率。冬小麥由于生理生態(tài)的改變，物候期明顯提前。
　　(7)增溫使水稻和冬小麥的需水量增加。2008年，水稻灌水量，增溫平均232.50mm，對(duì)照平均183.03mm，增溫比對(duì)照多27.03％;

9、2009年，增溫平均489.77mm，對(duì)照平均443.33mm，增溫比對(duì)照多10.47％?？梢姡鰷刂笞魑锏墓喔扔盟蟠笤黾樱▓D4-10），差異均顯著(P=0.002，0.027)。小麥方面，2008年，麥田供水量增溫側(cè)坑為736.27mm，對(duì)照為655.20mm。增溫比對(duì)照供水量多12.37％;2009年，增溫側(cè)坑供水量為740.30mm，對(duì)照為649.77mm。增溫比對(duì)照多13.93％。由此可見，增溫之后冬小麥的供水量水也大大增加