根据伯明翰大学研究人员发表的新发现,在增加二氧化碳处理下的树木能够通过增加碳吸收来提高水的利用效率,同时通过调节树叶上气孔的打开和关闭来节约水。
在《新植物学家》上发表的一项研究中,研究人员发现,与之前的假设相反,这些反应在所有被研究的树木类型中都是相似的。
这些结果为模拟和预测二氧化碳增加条件下的植物行为提供了新的方法。它为植物科学家提供了一个新的谜题,他们正在努力构建一个更完整的图景,了解我们的森林将如何对预计到2050年成为常态的大气条件做出反应。
这个对全球植物都很重要的平衡是碳的增加和水的流失。这种妥协的存在是植物结构的结果:气孔是开放的,可以让植物吸收二氧化碳以促进生长,但由于气孔是开放的,水分可以通过蒸腾作用离开植物。这意味着植物必须在吸收最大数量的二氧化碳,同时最大限度地减少水分损失之间做出妥协。
树木对生态系统如此重要的一个原因是它们储存碳,但水也是一种宝贵的资源,所以我们需要找到准确计算水的碳成本的方法。
伯明翰森林研究所的安娜·加德纳博士
研究人员分析了过去20年来树木长期升高二氧化碳的实验数据。这项分析横跨全球16个不同的地点,包括从观察整棵树的实验到较小的树枝和树叶数据收集的数据。
将所有数据考虑在内,研究人员发现,树叶对水分的利用效率提高了85%,而二氧化碳增加了一倍,这是本世纪中叶预计的二氧化碳增幅,与工业化前的平均水平相比。
然后,研究小组用这些数据计算出“g1数字”,该数字表示每种树木类型的碳增加的水成本。他们发现,在二氧化碳浓度升高的情况下,g1数字没有变化,这使得它成为一个非常有用的工具,可以描述在直接测量之外的环境下树叶的反应。
“我们用来预测树木对未来大气中二氧化碳水平的反应的模型仍然包含许多不确定性,气孔的行为就是其中之一,”伯明翰森林研究所的安娜·加德纳博士解释说,她领导了这项研究。“在二氧化碳浓度升高的情况下,我们可能会预期用水量会减少,因为气孔可以吸收更高浓度的二氧化碳,所以不需要打开那么长时间。但实际上,我们发现二氧化碳的增加也导致了光合作用的增加——这种行为是提高水利用效率的一个更强大的驱动力。实际上,在二氧化碳含量较高的情况下,树木每消耗一块钱水,就会获得更多的碳收益。”
她补充说:“树木对生态系统如此重要的一个原因是它们储存碳,但水也是一种宝贵的资源,所以我们需要找到准确计算水的碳成本的方法。所有这些数据有助于我们更准确地了解这些资源未来的可能行为。”
注:本文由院校官方新闻直译,仅供参考,不代表指南者留学态度观点。