Science:在溫帶樹木中,氣候驅動的碳捕獲增加會導致秋葉凋落提前

【字體: 時間:2020年12月02日 來源:EurekAlert中文

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  幾十年來,科學家們預計,在氣候持續變化的情況下,溫帶樹木的葉子凋落時間會越來越晚。早期的觀察結果支持這種理念,因為近幾十年來的氣候變暖導致樹葉留在樹上的時間較久,令生長季節變長,而這有可能幫助延緩氣候改變的速度。

  

幾十年來,科學家們預計,在氣候持續變化的情況下,溫帶樹木的葉子凋落時間會越來越晚。早期的觀察結果支持這種理念,因為近幾十年來的氣候變暖導致樹葉留在樹上的時間較久,令生長季節變長,而這有可能幫助延緩氣候改變的速度。

然而,如今對歐洲樹木進行的一項大規模研究表明,這種趨勢已開始轉變;實際上,隨著這些樹木的產力增高,樹葉可能會開始提前凋落。這些結果是以日益增多的證據為基礎的,即植物生長受到樹木組織使用和儲存碳的能力限制。

盡管溫帶樹木生長季節長度的變化會極大地影響全球的碳平衡,但由于對秋葉老化的環境驅動因素了解甚少,未來的生長季變化軌跡仍存在高度的不確定性。溫帶地區生長季結束時的秋葉凋落是對應激因子(如極冷溫度)的一種適應反應。一個常見的相關假設是,緩和某些應激因子(如氣候變暖)會使樹葉保留時間延長,并通過光合作用來固定更多的大氣中的碳。然而,光合作用在控制樹葉衰老時間中的作用尚未在樹木中得到廣泛測試。

為此,Deborah Zani和同事使用了從1948年至2015年對中歐主要樹種的長期觀察數據,以及用來改變樹木碳攝取的實驗設計,旨在評估對樹葉衰老的有關影響。他們的數據顯示,總體而言,由于二氧化碳、溫度或光照水平升高,春夏季生長季節產力的提高可導致樹葉衰老提前(而非延后)。這可能是因為樹根和樹干在某一時間點會停止使用或存儲由樹葉捕獲的碳,從而令保留樹葉的成本高昂。作者用他們的觀察結果建立了一個模型,其目的是在氣候變化一切如常情況下改善對秋葉老化的預測。

該模型預測,在本世紀余下的時間內,秋葉凋落的速度可能會略微提前而非延后。他們寫道,這些結果“大大降低了我們對生長季延長會增加森林季節性碳吸收程度的期望,盡管這種模式在其它類型森林中的普遍性仍屬未知。”他們指出,下一個重要的研究方法是在地球系統和植被模型中對這種生長季長度實施約束,因為這些模型目前在預測植物對二氧化碳的季節性攝取時并未考慮這些動態變化。一則相關的《視角》更詳細地討論了這些結果。

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