气温升高将严重影响热带森林的光合作用能力 | 海洋与湿地·前沿

B站影视 2025-01-26 20:37 2

摘要:在澳大利亚东海岸的热带北昆士兰州,有一片丹翠雨林。在这里,密集的树木形成了几乎密不透风的绿色海洋。踏入森林,仿佛时光倒流。这里有许多古老的植物科,可以追溯到古老的冈瓦纳大陆。空气温暖湿润,带着湿树叶和土壤的泥土气息。阳光透过茂密的树冠洒落下来,蕨类植物和幼苗铺

本文来源于“海洋与湿地”(OceanWetlands):

在澳大利亚东海岸的热带北昆士兰州,有一片丹翠雨林。在这里,密集的树木形成了几乎密不透风的绿色海洋。踏入森林,仿佛时光倒流。这里有许多古老的植物科,可以追溯到古老的冈瓦纳大陆。空气温暖湿润,带着湿树叶和土壤的泥土气息。阳光透过茂密的树冠洒落下来,蕨类植物和幼苗铺满了森林地面。

图源:©绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands)(图文无关)

丹翠和其他热带雨林,包括亚马逊、刚果盆地和东南亚的热带雨林,被称为地球的“肺”。它们吸收空气中的二氧化碳,同时通过光合作用(植物吸收二氧化碳和固定能量的过程)释放水蒸气和氧气。正因为如此,它们枝繁叶茂的树冠在调节全球气候和减缓全球变暖方面发挥着至关重要的作用。

“海洋与湿地”(OceanWetlands)小编注意到,最近在《新植物学家》(New Phytologist)期刊上的一项研究表明,气温升高将严重影响热带森林的光合作用能力。这将阻碍它们从大气中吸收二氧化碳的能力,降低它们在减缓全球变暖方面的作用,加剧气候变化。

应对迅速变化的气候

植物适应不同环境的能力是它们应对不断变化世界的重要策略。

植物可以动态地适应环境。当温度升高时,它们可以调整光合作用,以便在适度较高的温度下更有效地进行光合作用。这使它们能够在新的条件下保持甚至增加碳吸收。

然而,热带树木适应气候变暖的能力可能有限,因为它们是在相对稳定的气候条件下进化而来的。因此,它们在不遭受损害的情况下所能承受的温度已经接近上限。

热带雨林的树叶

为了验证这一理论,研究者在丹翠雨林中进行了一项实验,主要针对15米到30米高的热带树木。他们使用树冠起重机进入树顶,安装了定制的叶片加热器箱,将四种成熟树种的叶片加温4°C,预计到2100年热带地区的气温将上升4°C。

箱体由塑料外卖容器制成,用钓鱼丝固定树叶,用加热丝加热树叶。在整个实验过程中对树叶的温度进行测量,并使用反馈控制算法保持加热的一致性。

该实验持续了八个月,是成熟热带森林中持续时间最长的原地叶片加温实验之一。

通过比较加温树叶的生理反应和未加温树叶的生理反应,能够真实地了解热带树木树叶对未来气候变暖的反应。

图源:©绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands)

气候变暖降低了物种的光合作用

据研究发现,气候变暖降低了所有物种的光合作用。与不升温的对照组相比,升温叶片的光合速率平均下降了35%。这种下降是由两个关键因素造成的。

首先,被称为气孔的叶孔允许二氧化碳进入和水分排出,而变暖后叶片周围更干燥的空气使气孔的开放程度降低。

其次,较高的温度干扰了光合作用所必需的酶,降低了它们固定碳的能力。

即使经过八个月的升温,树木也没有显示出适应较高温度的能力。它们并没有提高在高温下有效进行光合作用的能力,也没有改变可以维持光合作用的最高温度。

这支持了这样一种观点,即这些树木可能已经接近了它们的热极限。

对全球水循环的重大影响

研究结果表明,在气温升高的情况下,气孔关闭会导致碳吸收减少和水分流失减少,这与热带系统中水分交换 “脉冲减弱 ”的概念是一致的。这对全球水循环具有重要影响。

虽然气孔关闭可以限制向大气释放水分,但更干燥的大气同时也会从树木中汲取更多水分,这就形成了一种复杂的动态变化。热带森林对气候变暖的反应无疑会影响水循环,但总体影响仍不确定。

适应空间小

其他研究也指出了气候变化对热带生态系统的不利影响,包括大气层更加温暖和干燥。

热带低地环境已经接近光合作用的生理极限。这使得树木几乎没有空间来适应温度升高和更加干燥的环境。

结合气候模型对气候变暖和干燥的预测,这些研究表明,在气候变化的影响下,热带森林的适应能力会减弱,从而削弱其作为地球之肺的作用。

保护雨林生物多样性

然而,热带雨林的生物多样性带来了一些希望,因为并非所有物种都同样脆弱。

最近的研究表明,与生长缓慢的物种相比,生长迅速的物种受气候变暖的影响较小。虽然这很有希望,但重要的是要记住,寿命较长的物种在长期碳储存中发挥着最重要的作用。这些发现凸显了保护热带森林和限制二氧化碳排放导致全球变暖的紧迫性。

保护战略应侧重于保持生物多样性,以增强复原力,并确定在气候变暖的世界中更有可能适应环境的物种。

THE END

湿


编译 | Maggie

审核 | Daisy
排版 | 绿叶

(注:1.本文仅代表资讯,不代表平台观点。欢迎留言、讨论。2.通常物种的拉丁学名一般以斜体显示;但是因本平台的文章被拷贝到外部平台时经常出现斜体内容自动丢失的情况,故而未作斜体设置。特此说明。)

【参考资料】

https://phys.org/news/2025-01-hot-carbon-air-bad-news.html

https://phys.org/news/2024-09-reveals-future-climate-amazon-rainforest.html

https://phys.org/news/2023-08-tropical-forests-approaching-critical-high-temperature.html

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【你知道吗?】长期以来,在全球,船舶的开放式螺旋桨在航行过程中给海洋生物带来了显著的伤害和死亡,尤其是对于大型海洋生物如鲸类、海豚、海龟、儒艮、海牛等。例如在北大西洋,因开放式螺旋桨撞击带来的鲸豚死亡比比皆是;如在卡塔尔海域,有超过50%的鲸鲨身上都有明显的螺旋桨伤痕。这显示了问题的普遍性和严重性。在我国也不例外,多年来沿海发现因被螺旋桨打死的海洋动物不在少数。此外,开放式螺旋桨对于人类(游泳者、潜水人员和海上作业人员)的伤害案例也比比皆是。许多专家建议,在海洋保护区、或重要海洋哺乳动物区域(IMMAs)或重要迁徙路线上降低船舶速度、加装螺旋桨保护装置,是减少损害、保护海洋生物多样性的良好举措。(海洋与湿地·宣)

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来源:中国绿发会

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