地表紫外辐射的变化

近年来紫外(UV)辐射测量的质量和数量已大大提高。不同仪器测量值之间的差异工减少到5%的量级。但长期变化的探测仍是一个问题,几乎没有历史数据可用来作本底的估计。所增加的UV辐射明显与南极春季臭氧减少相关。测量表明南极UV辐射极大值正好出现在夏至之前,南极洲Palmer站(64°S)春季臭氧耗损期间危害DNA的辐射可超过美国圣迭戈站(32°N)的夏季最高值。中纬度地区UV辐射增加较小。但对特定波长进行检查可发现,与1992/1993年北半球低柱臭氧量记录相联系的UV辐射增加是很明显的。阿根廷、智利、新西兰和澳大利亚的观测表明,这些地区的UV辐射水平比北半球相应纬度地区要高,平流层臭氧以及对流层污染的差别可能对此起了作用。对流层臭氧和气溶胶对UV-B总辐照度的减少作用是明显的。在一些地方,对流层污染自工业化前以来已有明显增加,这导致了地表UV辐射的减少。然而现在对流层污染变化对UV辐射变化的影响相对平流层臭氧减少的影响来说可能仅是一个小量。卫星测得的1979～1993年全球臭氧资料表明,在南北半球的中高纬度地区都有显著的UV-B辐射增加,而热带地区的变化小。然而这个估计的前提是在这段时期云和对流层污染保持不变。按照现在的氯氟烃(CFC)逐步禁止计划,全球UV辐射水平预计在本世纪末将达列峰值,这是与平流层氯含量出现峰值以及相应的臭氧耗损相联系的。可望在今后50年中逐步恢复到臭氧耗损之前的水平。

太阳紫外辐射增加对陆地植物的影响

植物的生理和发育过程受到UV-B辐射的影响,甚至受当前阳光中的UV-B量影响。植物也有几种机制来改善和补偿这种影响,可以在一定程度上进行调节以适应UV-B水平的提高。然而植物生长会直接受到UV-B辐射的影响。不同物种对UV-B辐射的响应差异很大,同一物种的这种响应也会因栽培品种的不同而变化。在农业方面有必要采用对UV-B辐射有较大承受能力的品种和培育新的物种。对森林和草原,这种响应可能会导致物种组成的变化,这就意味着不同生态系统生物多样性的变化。UV-B引起的间接变化例如植物形态,部分植物生物量的比例分配,发育阶段和二次代谢时间调整等方面的变化或许与UV-B的损害作用同等重要,甚至有时更为重要。这些变化对植物的竞争平衡、食草动物、植物病原体和生物地球化学循环均有重要意义。这些对生态系统层次的影响是可以预料的,但不易预测或估价。太阳UV-B在生态系统层次上的研究才刚刚开始。其它因素,包括与气候变化有关的因素如CO_2含量增加也会与UV-B辐射相互作用。这样的相互作用不易预测,但在农业和非农业生态系统中显然是很重要的。