气候变化对农业和林业raybet雷竞技最新的影响

最近许多研究评估了气候变化对农业生产力的影响(例如Harrison等,1995a, 200raybet雷竞技最新0)。这些研究主要是对种植系统(一年生和多年生作物、草地等)进行的,然而,也对牲畜系统进行了研究。

气候变暖raybet雷竞技最新预计将扩大谷物种植面积(如小麦和玉米)向北(Kenny et al., 1993;哈里森等人,1995b;Carter et al., 1996)(图3)。对于小麦来说,温度升高将导致产量小幅下降,而二氧化碳的增加将导致产量大幅增加,对于温和的气候变化,两者的净效应是产量大幅增加(Harrison and Butterfield, 2000;raybet雷竞技最新Nonhebel, 1996)。地中海地区和东欧部分地区的干燥条件和气温升高可能导致产量下降,需要新的品种和种植方法。据估计,东欧的产量将减少,而产量变化可能会增加,特别是在草原地区(Alexandrov, 1997;Sirotenko等人,1997)。在图4中,报告了2050年GCM情景下小麦产量对气候变化和CO2浓度的响应(Harrison和Butterfraybet雷竞技最新ield, 2000)。产量增长最大的地区是南欧,特别是西班牙北部、法国南部、意大利和希腊。芬诺-斯堪的纳维亚地区产量也有较大的增加(3-4 t hm -1)。 In the rest of Europe, yields are between 1 and 3 t ha-1 greater than

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图3。冬小麦从播种到成熟时间的变化(cv。阿瓦隆)下的英国瞬态情景2066-75(来自Harrison等人,1995b)。

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图3。冬小麦从播种到成熟时间的变化(cv。阿瓦隆)下的英国瞬态情景2066-75(来自Harrison等人,1995b)。

图4。用水变化限制了2050年HadCM2情景下的小麦产量(来自Harrison和Butterfield, 2000年)。

目前。有一小部分地区,如葡萄牙南部、西班牙南部和乌克兰,预计产量将减少多达3吨hm -1。对于玉米,对欧洲选定地点进行的未来气raybet雷竞技最新候情景分析表明,北部地区产量主要增加,南部地区产量主要减少(Wolf和van Diepen, 1995)。这是由于二氧化碳浓度增加对生长的影响很小(玉米是一种植物C4植物对二氧化碳增加的反应不如C3植物如小麦和大麦)和温度对生长季节持续时间的负面影响。然而,后一种效应在很大程度上可以通过种植其他玉米品种来防止(Wolf和van Diepen, 1995)。

种子作物通常是确定的品种,成熟的持续时间取决于温度和白昼长度。因此,温度升高将缩短生长期,并可能降低产量(Peiris et al., 1996)。与此同时,较冷季节种子作物(如豌豆、蚕豆和油菜籽)的种植面积可能会向北扩展到芬诺-斯堪的纳维亚半岛,从而提高那里的种子作物产量。暖季种子作物(如大豆和向日葵)也将向北扩展。Harrison等人(1995b)估计了向日葵的向北扩张,但也发现在许多地区,尤其是西欧,向日葵的限水产量普遍下降(图5)。对西欧选定地点的气候变化对大豆产量的影响进行的分析表明,产量主要是增加的(Wolf, 2000a)。这是由于CO2浓度对生长有积极影响,而温度对作物存续期的影响很小。

蔬菜对温度和CO2变化的响应因物种而异,主要取决于产量组分的类型和物候发育对温度变化的响应。对于确定的作物,如洋葱,变暖

图5。水分变化限制了向日葵产量(cv。Cerflor)下的英国瞬态情景2066-75(来自Harrison等人,1995b)。

会缩短作物生长的持续时间,从而减少产量(Harrison et al., 1995b),而变暖会刺激胡萝卜等不确定作物的生长和产量(Wheeler et al., 1996)。洋葱产量对变暖程度很敏感(Harrison et al., 1995b),未来气候变暖时产量减少,未来气候变冷时产量增加。raybet雷竞技最新欧洲西北部的产量增加,而欧洲东南部的产量减少(图6),也存在空间梯度。对于生菜来说,温度对产量的影响很小,而产量则有影响

图6。2066-75年英国暂态情景下洋葱潜在产量的变化(来自Harrison等)。, 1995 b)。

通过增加二氧化碳刺激(Pearson et al., 1997)。对于冷季蔬菜作物,如花椰菜,由于产量质量下降,温度的大幅升高可能会导致南欧夏季产量下降(Olesen和Grevsen, 1993)。

块根和块茎作物预计会对大气中二氧化碳的上升做出很大的反应,因为它们的地下碳汇很大,韧皮部负载的异体机制也很大(Farrar, 1996;Komor et al., 1996)。另一方面,气候变暖可能缩短生长季节,增加水分需求,从而影响产量。raybet雷竞技最新利用作物模型进行的气候变化情景研究表明,北欧的马铃薯产量增加,而欧洲其他地区则减少或没有变化(Wolf, 2000b)。模拟结果显示,整个欧洲的产量变异性增加,这增加了该作物的风险。不确定的块根作物,如甜菜,可能会从变暖和二氧化碳浓度的增加中受益(Davies et al., 1997)。

多年生作物(如葡萄、橄榄和能源作物)的研究相对较少。对于葡萄,一项关于未来气候情景下欧洲葡萄种植潜力的研究表明,欧洲葡萄酒种植面积有扩大的潜力,产量也有提高(图7)。此外,对欧盟主要葡萄种植区的详细预测表明,产量变动性(果实产量raybet雷竞技最新和质量)会增加(Bindi et al., 1996,2000)。对于橄榄,研究表明,在2 x CO2的情况下,由于温度和降水模式的变化,法国、意大利、克罗地亚和希腊的橄榄适宜种植面积可以扩大(Bindi et al., 1992)。对于不确定的能源作物,由于较高的二氧化碳水平,更长的生长季节和更高的水利用效率,较高的温度和二氧化碳浓度通常是有利的。杨柳生产的研究

图7。利用HadCM2预测2050年葡萄潜在产量的变化(来自Harrison和Butterfield, 2000年)。

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因此,英国发现,温度升高3 K通常有利于产量增加40% (Evans et al., 1995)。

气候变化可能通过对动物健康、生长和繁殖的影响直接影响牲畜系统,也可能通过对牧场raybet雷竞技最新和饲料作物生产力的影响间接影响牲畜系统。热应激对动物生产有几种负面影响,包括奶牛的繁殖能力和产奶量的降低以及猪的生育能力的降低(Furquay, 1989)。这可能会对欧洲目前温暖地区的夏季牲畜生产产生负面影响。在寒冷时期变暖对较冷地区可能是有益的,因为减少了饲料需求,提高了存活率,降低了能源成本。气候变化对草原的影响将间接影raybet雷竞技最新响这些牧场的牲畜生活。在苏格兰,对草基牛奶生产影响的研究表明,这些影响因地区而异。由于二氧化碳对固氮的影响,放牧在三叶草草上的奶牛产奶量可能会增加(Topp和Doyle, 1996)。

森林生态系统对气候变化的响应可以用边界转移、生产力变化和损害风险(例如火灾raybet雷竞技最新损害)来表示。

在北欧,北方森林以云杉和樟子松为主;这些物种在温暖的条件下会入侵苔原地区(Sykes和Prentice, 1996)。在南方的北方森林,这些物种预计将减少,因为同时增加落叶树种(Kel-lomaki and Kolstrom, 1993)。大多数气候raybet雷竞技最新变化情景表明,下个世纪适合北方森林的气候带可能整体扩大150-550公里(Kirschbaum等人,1996年)。特别是在俄罗斯地区苔原和针叶林面积将急剧减少,取而代之的是长叶和草原(Sirotenko et al., 1997)。

在西欧和中欧的大部分地区,气温升高将决定天然针叶树被更有竞争力的针叶树取代落叶乔木.在德国进行的特定地点评估表明,针叶树(如云杉)可能会被落叶的物种(例如,Fagus sylvatica)(例如,Krauchi, 1995;Bugmann, 1997)。此外,冬季温度的升高似乎允许外来物种存活(例如英国的Nothofagus procera) (Cannell, 1985)。

在南欧,大多数森林由硬叶植物和一些落叶植物组成,它们适应夏季土壤水分亏缺。raybet雷竞技最新气候情景表明,夏季可用水量减少,温度随之升高。这些条件可能决定了硬叶和落叶物种变化的相对重要性,例如,当水分充足时,一些嗜热树种(如pyrenaica)的扩张(例如Gavilan和Fernandez-Gonzalez, 1997)。

全球变暖、二氧化碳增加、氮沉积增加和管理做法的变化都被认为是有利于提高森林生产力的因素。在北欧,降水变化的影响可能远不如温度变化的影响重要(Kellomaki和Vaisanen, 1996;Talkkari和Hypen, 1996);因此,可以得出结论,气候变化和二氧化碳的增加将有利于北方森林,例raybet雷竞技最新如,由于再生能力的提高。在中欧和南欧,由于气温升高和(可能)夏季降雨减少而导致的有限水分可能会导致区域性生产力下降。然而,二氧化碳的富集可能会提高水的利用效率,这使得生长对干旱不那么敏感(Kellomaki, 2000)。此外,在地中海地区,夏季气温的升高和降水的减少可能会进一步增加火灾风险。在温带的东欧,森林火灾增加的可能性较小,但非常干燥和温暖的年份可能会更频繁地发生,并促进害虫和病原体的发展。由于森林、昆虫和气候之间复杂的相互作用,气候变化对虫害可能产生的影响的估计是不raybet雷竞技最新确定的。然而,一些初步研究表明,气候干旱的增加会促进某些疾病的发生(例如根和茎真菌腐烂)(Kellomaki, 2000年)。raybet雷竞技最新

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