菲利普·詹姆斯《对话》 信用:Unsplash/CC0公共领域 随着北半球白天变短，气温下降，树叶开始变黄
当树叶还在树上的时候，我们可以享受秋天的绚丽色彩，然后，当我们出去散步的时候，我们可以踢开红棕色和金色的地毯
当春天气温再次上升时，树木的生长季节又开始了
在温暖的几个月里，树木从大气中吸收二氧化碳，并将其储存在复杂的分子中，释放出氧气作为副产品
简而言之，这就是光合作用的过程
光合作用越多，锁住的碳就越多
我们知道二氧化碳是气候变化的主要驱动力，所以植物从大气中吸收的二氧化碳越多越好
随着气候变暖导致生长季节延长，一些研究人员认为树木和其他植物吸收的二氧化碳会比以前更多
但是一项新的研究颠覆了这一理论，并可能对我们如何适应气候变化产生深远的影响
达到极限 由瑞士联邦理工学院的黛博拉·扎尼领导的研究人员研究了秋季树叶颜色变化的时间在多大程度上是由春季和夏季之前的植物生长决定的
温度和白昼长度传统上被认为是树叶变色和掉落的主要决定因素，这使得一些科学家认为变暖的温度会将这一过程推迟到季节后期
这项新研究的作者研究了欧洲落叶树种，包括七叶树、白桦树和英国橡树，记录了每棵树每一季吸收的碳量，以及当树叶掉落时，碳量最终会受到怎样的影响
泛欧物候项目对一些树木进行了长达65年的跟踪，利用该项目的数据，研究人员在他们的长期观察研究中发现，随着光合作用速率的增加，树叶会在今年早些时候变色和掉落
在春季和夏季生长季节，光合作用活性每增加10%，树木就平均提前8天落叶
对五年生欧洲山毛榉和日本绣线菊进行的气候控制实验表明了这一意外结果背后的原因
在这些试验中，树木被暴露在全日照、半遮荫或全遮荫下
结果表明，一棵树在一个生长季节所能进行的光合作用是有限度的
就像往桶里装满水一样
这可以慢慢地或很快地完成，但是一旦桶满了，就没有地方放更多的水了
这项研究表明，每年落叶树木只能吸收一定量的碳，一旦达到这个限度，就不能再吸收更多的碳了
这时，树叶开始变色
这一限制是由营养物质的可获得性，特别是氮，和植物本身的物理结构，特别是内部的容器来移动水和溶解的营养物质
氮是植物生长所需要的关键营养物质，通常是有效氮的数量限制了总的生长
这就是为什么农民和园丁使用氮肥来克服这个限制
总之，这些限制意味着生长季节的碳吸收是树木和草本植物的自我调节机制
只能吸收这么多碳
初秋的颜色 在一个大气中碳含量不断增加的世界里，这些新发现意味着，更温暖的天气和更长的生长季节不会让温带落叶树木吸收更多的二氧化碳
该研究的预测模型表明，到2100年，树木生长季节预计将延长22至34天，树叶将比现在早掉3至6天
这对气候变化建模有重大影响
如果我们接受像英国这样气温较高的国家每年落叶树木吸收的碳量无论生长季节如何都保持不变，那么二氧化碳水平的上升速度将会超过之前的预期
改变这种状况的唯一方法是增加树木吸收碳的能力
不受可用氮量限制的植物可能在变暖的气候中生长更长时间
这些树可以从空气中吸收氮，比如桤木
但是这些物种仍然会像往常一样在大致相同的时间失去叶子，这要感谢更少的阳光和更冷的温度
但从好的方面来看，随着一些树木提前落叶，而另一些树木在此时落叶，秋天的色彩可能会延长——我们会有更多的时间去梳理树叶
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