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第3回 温暖化と作物生産 その2 作物はどのように反応するか(4月24日)
予習課題
1.次の空欄に当てはまる言葉を埋めよ.(これはヒントなしにします)

地球温暖化にともなう作物の反応を予測するには気温の上昇だけでなく,温暖化にともない,付随して変化する( A ),( B )などの気象因子の予測も必要である.光合成する植物にとって,太陽からのエネルギーの指標となる( A )は重要である.地球温暖化が太陽の活動を変化させることはないが,温暖化によって,太陽光線を遮る( C )の量が増減する可能性がある.植物は水がないと成長できないので,( B )も重要である.なお地球温暖化の原因としてもっとも重要な( D )そのものは,( E )の原料でもあるので,その濃度の上昇にともない,植物の成長が促進されると考えられる.
温暖化が作物に及ぼす影響は気象要因を通したものだけではない.温暖化によって,マラリアが沖縄などの南日本でも発生することが人間にとって懸念されるというように,作物にとっても病虫害の発生が変化することが予想される.
地球温暖化はなぜ起こると考えられているのかをいくつかの温室効果ガスの具体名を列挙しながら説明せよ.
2.地球温暖化は今のところ,事実ではなく,将来起こると予測される事態であるから,温暖化が起こったら作物生産がどうなるかは実験によって得たデータから予測するしかない.しかし,実験は現実とは違うので,実験データがかならずしも現実を反映するとは限らない.以下の写真は地球温暖化による作物生産を予測するための実験設備である.それぞれの長所,短所を考えよ.
東北農業研究センターのグラディオトロン
筑波大学陸域環境研究センター温度勾配型(TGC)および温度・CO2濃度勾配型(CTGC)ビニールハウス
Oak Ridge National LaboratoryのFACE実験
アメリカ農務省(USDA)のFACE実験
イギリスの森林研究所のオープントップチェンバー

気温や二酸化炭素濃度を現実の大気状態よりも変える場合,完全に囲ってしまえば,温度や二酸化炭素濃度を制御するのは簡単であるし,コストも比較的安くなるだろう.しかし,太陽の光,風,土壌などの植物の生長に重要な因子はどうなるだろうか?

3.温度と作物の生育にはどのような関係があるか? 葉温(Leaf temperature)と光合成(photosynthesis),呼吸(respiration)について気温との関係を表したグラフをみて,理解できたことを箇条書きせよ.なお総光合成量(gross photosynthesis)=純光合成(net photosynthesis)+呼吸である.(グラフは著作権の関係から掲載していません)

一般に植物の生育,生理反応などと温度の関係を図示すると,ある温度が最適な温度となる,上に凸の放物線に近い反応曲線を示します.総光合成量,呼吸はどの温度で最高になるでしょうか?そして,その最適温度は同じ温度なのでしょうか?その結果,両者の差である純光合成量はどの温度で最高になるでしょうか?

http://www.airies.or.jp/wise/j/pdf/J01B1140.pdf
4(おまけ,これは予習ではありません).以下のリンクは地球温暖化が農業生態系の脆弱性に及ぼす影響を予測したものである.余裕のある人は,自分で実際にアクセスし,水稲の部分だけでもよいから目を通せ..