
如果天气太热,热带雨林中的树叶可能会枯萎。
热带雨林中的一些树叶已经经受住了超过临界阈值的温度,这使它们无法进行光合作用而枯萎。建模和实验表明,随着局地温度的持续升高,受影响叶片的比例将呈指数增长。
“我们预测树叶会完全枯萎。”美国北亚利桑那大学(American northern Arizona university)的克里斯托弗·多尔蒂(Christopher Doughty)表示,“如果这种情况发生,这将是一个重大转折点。”
然而,该团队的研究表明,只有在最坏的情况下才有可能达到这个临界点,这在现在是不可信的。他说:“事情好像不是那样,但有可能。”
实验室研究表明,当雨林树木的叶片温度达到47℃左右时,从阳光中获取能量的细胞机制将被不可逆地破坏,叶片通常会枯萎。
“这个温度看起来不高。”巴拿马史密森尼热带研究所的团队成员Martijn Slot说,“但事实上,树叶的温度可能高于空气的温度。”
斯洛特说,沙漠植物可以忍受47℃以上的温度,但在热带雨林中,不同物种之间的耐热性差异很小。
目前,人们认为热带森林中没有一片叶子达到其耐受极限。然而,当分析2018年至2020年国际空间站的生态压力仪器对植物温度的测量结果时,Doughty和同事们发现,全球热带雨林冠层中约0.01%的叶子达到了这一阈值。
为了证实这一点,研究人员在世界各地进行了地面研究,包括在雨林上层树冠的单个树叶上放置温度传感器。“这很有挑战性。”斯洛特说,“你回来后,一场暴风雨把传感器打坏了,或者蚂蚁吃掉了传感带。”
然后,他们根据这些发现和相关的植物实验创建了一个简单的模型。最后的结论是,受影响的叶片比例会随着当地温度的升高而增加。达到2℃至8℃的局地变暖临界点后,比例上升更快,临界点温度最有可能是4℃。
多尔蒂表示,加速上涨的原因有很多。例如,在极端高温和干旱时,叶片的气孔会关闭,以防止水分流失。如果没有通过气孔蒸发的降温作用,叶子会迅速变暖。
另外,一旦暴露在高温下的叶片开始枯萎,之前被覆盖的叶片也会在高温下陆续枯萎。
多尔蒂说,持续的森林砍伐更有可能将当地的温度提高到大量树叶的温度阈值以上。他说:“在森林支离破碎的地方,现有的森林会变得更热。”
他说,亚马逊地区死亡树木数量的增加可能部分是因为超过了这个温度阈值。最近的研究还表明,亚马逊地区释放的碳超过了吸收的碳,这导致了进一步的变暖。
没有参与这项研究的英国班戈大学的茱莉亚·琼斯说:“这篇论文进一步证明,我们需要尽快阻止和扭转气候变化。”
来自英国埃克塞特大学的伊恩·哈特利(Iain Hartley)表示,研究表明,砍伐森林和全球变暖对当地的影响可能使一些地区不适合热带雨林。“为了保护热带雨林及其提供的关键生态系统服务,需要采取地方和全球行动。”
研究人员将他们的发现发表在了8月23日的《自然》杂志上。(郭)据
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41586-023-06391-z
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