二氧化碳濃度改變對于稻麥產量的影響分析
中國是農業大國，水稻和小麥是中國人的主食，水稻種植面積分別約占中國現有耕地面積的23%和世界水稻種植面積的20%。小麥種植面積分別占中國耕地面積的26%和世界小麥種植面積的13%，，21世紀中葉大氣CO2含量將由目前的380μmol·mol－1可能上升到550μmol·mol－1。與變化其他因子，如氣溫、土壤濕度以及近地層臭氧等作物生長逆境因子的變化存在著明顯的時空差異不同，大氣CO2含量的變化相對均一。外環境控制試驗及模型估算表明，隨著大氣CO2含量升高，作物產量和生物量一般呈增加趨勢，二氧化碳濃度的測定可以使用進行測定分析，本文就進行分析一下二氧化碳濃度對于稻麥產量的影響。
為了進一步探討不同因素對大氣CO2含量增加引起稻麥產量變化的相對影響，本研究對原始數據進行了分類。按CO2含量分為500～549、550～599、600～680和大于700μmol·mol－1;按CO2補給方式分封閉式氣室(GH)、開頂式氣室(OTC)和自由大氣CO2富集(FACE)平臺試驗，其中二氧化碳的濃度測定可以使用進行測定分析。
與本底大氣CO2含量(平均為380μmol·mol－1)相比，大氣CO2含量升高(平均為627μmol·mol－1)顯著增加了水稻和小麥籽粒產量(GY)，平均分別增加19.31%(95%CI為16.87%～21.76%，n=116)和17.27%(95%CI為14.94%～19.60%，n=143)，這主要由于穗數和穗粒數協同增加的結果。其中，水稻穗數和穗粒數分別增加11.9%和13.4%，小麥穗數和穗粒數分別增加12.8%和10.5%;而大氣CO2含量升高對稻麥千粒質量(TGW)和收獲指數(HI)的影響不顯著。另外，大氣CO2含量升高顯著增加水稻分蘗數，而對水稻穎花數和結實率無顯著影響，對分蘗成穗率的影響呈負效應。
大氣CO2含量升高明顯促進水稻和小麥總生物量(HBt)的積累，分別增加了22.11%(95%CI為19.43%～24.8%，n=116)和15.86%(95%CI為2.95%～28.76%，n=68)。隨CO2含量升高，稻麥地上和地下部生物量分配比例(根冠比)發生顯著變化，2種作物的地下部較地上部生物量增加更明顯，水稻地上和地下部生物量分別增加17.72%和28.28%，小麥分別增加18.86%和23.22%。水稻株高變化比小麥顯著，2種作物的穗質量和莖質量均較葉質量增加更多。另外，水稻和小麥葉面積指數都顯著增加，分別增加了19.39%和9.40%，光合作用速率分別增加8.15%和10.49%，而比葉面積無顯著變化
