华盛顿大学汉娜·希基 这张树叶的特写是2013年在巴罗科罗拉多岛上拍摄的
在更高的CO2浓度下,植物的叶子会变得更厚,但是其他因素,比如叶子中的氮浓度,也会影响植物的反应
信用:Brian Gratwicke/Flickr 研究人员说,随着二氧化碳水平的持续上升,植物将如何生存是一个棘手的问题,在热带地区尤其令人烦恼
植物生存的某些方面可能会变得更容易,某些部分会变得更难,会有物种的赢家和输家
由此导致的植被变化将有助于确定气候变化的未来方向
为了探索这个问题,华盛顿大学领导的一项研究着眼于吸收大量二氧化碳的热带森林如何随着二氧化碳的继续攀升而进行调整
他们的结果表明,植物叶子发生的多重变化和物种间的竞争可以保持这些生态系统从大气中吸收二氧化碳的能力
由此产生的论文于2007年1月发表
16发表在《全球生物地球化学循环》杂志上
UW大气科学和生物学副教授、资深作者阿比盖尔·斯旺说:“我们的发现表明,具有某些反应类型的植物,如使叶子变厚,最终在热带森林中会比它们的竞争对手生长得更好。”
“如果这些生长较好的植物在森林中变得更加普遍,水和碳的总交换率可能会与现在更接近
" 斯旺小组先前的一项研究表明,随着二氧化碳含量的上升,热带植物的叶子变得越来越厚,这将加剧气候变化,因为厚叶子也可能变小
这样,植物光合作用捕获的阳光会减少,从空气中吸收的二氧化碳会减少,释放的水蒸气也会减少,所有这些都会加剧气候变化带来的热量
这张照片展示了2007年巴拿马巴罗科罗拉多岛上的雨林
该岛有一个研究站,用于研究热带植物和生态系统,为模型提供数据
信用:斯科特·艾伯曼/Flickr 这项新工作扩大了这个问题的范围,包括植物物种之间的竞争,以及它们叶子中碳和氮的比例
大气中更高的二氧化碳使植物更容易进行光合作用
但是如果氮跟不上,植物生产能量的效率就会降低
斯旺说:“虽然这是观察到的,但为什么植物在高二氧化碳下会长出更厚的叶子,目前还没有定论。”
新的模型研究提出了一种解释:“较厚的叶子可以浓缩氮,因此每片叶子的光合作用速率很高
" 作者对巴罗科罗拉多岛进行了模拟,该岛是巴拿马的一个热带森林岛屿,该模型已经在地面条件下进行了良好的测试
模拟包括一两种阔叶常绿热带树木,如野生腰果和厄瓜多尔月桂
这些树被设计成对更高的二氧化碳有不同的反应,并且可以互相竞争空间
相对于氮来说,叶片中碳含量较高的树木光合作用效率较低,这有助于它们的生长,同时释放的水蒸气较少,这有助于树木保持凉爽
但是树叶变厚的树种更善于吸收碳和产生水蒸气,有助于它们长得更高、保持凉爽,还能战胜它们的邻居
“我们的工作表明,通过改变森林中生长的植物,二氧化碳含量高的后果可能没有其他研究显示的那么可怕,”斯旺说
“关于植物是如何应对气候变化的,我们还有很多不知道的地方——这项工作确实建立了一些最佳猜测,即哪些植物在未来的热带森林中生长最好,我们可以通过更多的观察进行测试
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