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全球气候变暖与CO2及植物光合作用的关系 摘要 近年来，全球气候变暖成为了大家关注的焦点问题。有理论提出，全球气候变暖，且CO2含量的增加是引起气候变暖的主要原因，但根据有关资料总结认为全球气候变暖是一个基本的事实，但未来的趋势变化存在不确定性且其倾向于变冷；同时CO2的温室效应具有相当的滞后性，现在的说法过分夸大了CO2的温室效应。另一方面，增加的CO2对植物光合作用的影响是复杂而多变的，就目前的研究状况来看，CO2的增加有利于植物的光合作用，但仍需进一步的研究与实验才能得出准确的结论。 0 引言 目前，全球气候变暖成为了焦点问题，本文将从地球历史的气候变化及影响气候变化的因素、气候变暖与否的证据以及CO2的增加对植物光合作用的影响等方面对全球变暖的现象进行阐述。 地球气候的变化 1.1 地质时期的气候变化 地球的古气候曾发生过多次大变动，表现为冷暖交替，其周期约为2.5亿年，大冰期和大间冰期成一循环，其较近的有3次：一是震日纪大冰期，距今约6亿年以前，全球气候寒冷；其后是汉武纪至石炭纪的大间冰期，距今约6-3亿年，气候温暖，特别是石炭纪时期气候温暖湿润，森林茂密，形成大片煤层。二是石炭纪至二叠纪大冰期，距今3-2亿年,主要影响南半球；其后是三叠纪至第三纪大间冰期，距今2亿-200万年，气候温暖,株罗纪普遍有煤生成。三是第四纪大冰期, 距今约200万年开始, 全球气候寒冷。 在第四纪大冰期中有4次亚冰期和3次亚间冰期, 最后1次亚冰期约在1万年前结束。每次亚冰期发育期需9万年, 退缩期只需1万年, 期间还会有更小的波动, 其发育期为2-3万年, 退缩期为1千年。 对南极和格陵兰冰芯、中国黄土、深海沉积研究结果, 认为地球有10万年一个冷暖交替的周期, 间冰期约1万年。变暖是变冷速率的3倍, 变暖是直接攀升的, 变冷是波浪式下降。大约在18000年以前最冷, 以后变暖, 5000-7000年以前较暖, 气候比现在高2-3℃，目前是处在一个间冰期的末期。[4] 1.2 人类历史时期的气候变化 利用全球海气耦合模式( ECHO-G)[5]研究发现近千年全球温度变化明显呈现“暖期-调整期-冷期-短调整期-暖期”的两峰一谷的“V”字型变化格局[6]。暖期逐次变短，暖度逐次变弱；冷期逐次变长, 冷度逐次变强。 在中国历史上，仰韶文化和殷墟时期, 约在公元前1000年, 是温暖期，年温约比现在高2℃以上， 1月气温约比现在高3-5℃。周朝前期，约在公元前1000年至850年，气候比较冷，汉水有2次结冰。春秋至西汉时期，约在公元前700年至公元初，总体较暖，鲁国冬天无冰, 齐鲁千亩桑[4], 但根据有关的孢粉分析结果，战国并不是持续的暖期或冷期，而是包含了早晚两个冷期和中期( 300BC 前后) 一个显著的暖期[7,8]。三国至南北朝时期, 约在公元初至公元600年，气候冷，年温比现在低2-3℃。隋唐时期, 约在公元600- 900年, 较暖, 关中能长梅。宋朝时期以后至13世纪，中国出现了可与欧洲的中世纪暖期相对应的温暖气候，在此时期，亚热带北界和暖温带北界均较今约偏北至少1个纬度[9]。但葛全胜等[8]的研究表明: 中世纪温暖期并不是一个持续稳定的暖期，而是一个既“暖”又“冷”的时期，在这个暖期中可区分出3个暖峰和2个冷谷，其中第1个冷谷在11世纪前期（宋朝时期），持续时间较短，寒冷程度较弱[ 9,10,11,12,13]，年温比现在低1℃[4]；第2个冷谷在12 世纪（元末以后），持续近百年，寒冷程度也较强[ 9,10,11,12,13] ，人可在太湖冰上行走[4]。 2 气候变化的影响因素 2.1 自然的气候波动 2.1.1 地球轨道因素的变化。 地球公转有3个因素；地球轨道偏心率1地轴倾斜度及春分点位置。地球轨道偏心率的变化有96000年的周期。地轴倾斜度既黄赤交角的变化有40000年的周期。春分点沿黄道向西移动, 周期为21000年。由此研究太阳辐射量变化, 发现23万年前65°N夏季太阳辐射量与现在77°N上的一样, 19万年前的与现在59°N上的一样。 2.1.2 太阳辐射能输出的变化。 太阳是一颗变星，其输出能有变化。太阳黑子活动11年、22年、100年和超长周期。太阳黑子极值年附近, 大气环流的季风成分大；极值年之间, 行星风成分大。气候变化与太阳关系密切。[4] 根据各种气候待用指标建立的近千年温度序列表明，Wolf、Sp?rer、Maunder和Dalton 4个太阳活动极小期时，全球温度距平的最低值均在-0. 5～-0.4 ℃［16］。目前的太阳活动极大期已经持续了8个太阳活动黑子11a 周期，并有可能于未来1-2个太阳黑子周期内结束。在百年尺度的太阳活动周期中，208a ( de Vries) 的周期是比较突