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樹(shù)木的用水策略可以加劇干旱

2019-06-25 11:05:12 編輯: 來(lái)源:
導(dǎo)讀 Ralph Waldo Emerson說(shuō),自然并沒(méi)有揮霍無(wú)度。不幸的是,他錯(cuò)了。由猶他大學(xué)生物學(xué)家William Anderegg,Anna Trugman和David Bowling

Ralph Waldo Emerson說(shuō),自然并沒(méi)有揮霍無(wú)度。不幸的是,他錯(cuò)了。

由猶他大學(xué)生物學(xué)家William Anderegg,Anna Trugman和David Bowling領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn),在干旱條件下,一些植物和樹(shù)木是多產(chǎn)的揮霍者 - “花費(fèi)”寶貴的土壤水來(lái)冷卻自己,并在此過(guò)程中使干旱更加劇烈。

“我們證明植物的實(shí)際生理學(xué)很重要,”Anderegg說(shuō)。“樹(shù)木如何吸收,運(yùn)輸和蒸發(fā)水會(huì)影響社會(huì)上重要的極端事件,如嚴(yán)重的干旱,可能影響人們和城市。”

功能特征

Anderegg研究樹(shù)木性狀如何影響森林處理炎熱和干燥條件的能力。他發(fā)現(xiàn),一些植物和樹(shù)木擁有一個(gè)內(nèi)部管道系統(tǒng),可以減緩水的流動(dòng),??幫助植物在炎熱和干燥時(shí)減少水分流失。但是其他工廠的系統(tǒng)更適合將大量的水蒸氣輸送到葉片上的空氣較大的開(kāi)口中,更有能力在生物體內(nèi)移動(dòng)水。Anderegg 過(guò)去的工作研究了這些特征如何決定樹(shù)木和森林能夠抵御干旱的程度。但是這項(xiàng)研究提出了一個(gè)不同的問(wèn)題:這些特征如何影響干旱本身?

“我們已經(jīng)知道很長(zhǎng)一段時(shí)間植物會(huì)影響大氣并影響天氣,”Anderegg說(shuō)。植物和森林將水從土壤中吸出并將其排放到大氣中,從而影響地球表面的水和熱量平衡,從而從根本上控制天氣。在某些情況下,就像在亞馬遜熱帶雨林中一樣,所有這些水汽都可以迅速開(kāi)始降水。即使砍伐森林也會(huì)影響順風(fēng)天氣,因?yàn)檫@些地區(qū)比以前更加干燥。

Anderegg和他的同事使用了來(lái)自世界各地40個(gè)站點(diǎn)??的信息,這些站點(diǎn)的范圍從加拿大到澳大利亞。在每個(gè)地點(diǎn),儀器收集有關(guān)空氣中和空氣中的熱量,水和碳流量的數(shù)據(jù),以及儀器周圍普遍存在的樹(shù)種。將這些數(shù)據(jù)與樹(shù)木特征數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比較,研究人員可以得出結(jié)論,哪些特征與更多干旱變得更加強(qiáng)烈相關(guān)。

兩個(gè)特征突出:最高葉片氣體交換率和水運(yùn)輸。第一個(gè)特征是葉子可以將水蒸氣泵入空氣的速率。第二個(gè)描述樹(shù)可以移動(dòng)到葉子的水量。結(jié)果表明,在涼爽地區(qū),植物和樹(shù)木減緩了水的使用,以應(yīng)對(duì)土壤水分的下降。但是在炎熱的氣候條件下,一些植物和樹(shù)木的水分輸送和葉片氣體交換率都很高,因此可以說(shuō),當(dāng)土壤變干,失去越來(lái)越多的水,以便進(jìn)行光合作用并在消耗時(shí)保持涼爽剩下的土壤水分。

“你最終會(huì)達(dá)到這些條件,這些條件比這些植物更熱,更干燥,而不是其他植物,”Anderegg說(shuō)。

更多的干旱來(lái)了

確實(shí),炎熱和干燥的地區(qū)往往有更多的植物和樹(shù)木適應(yīng)干燥的條件。但無(wú)論氣候如何,一些具有水密集性狀的物種,如地中海氣候的橡樹(shù),仍然可能加劇干旱。

Anderegg說(shuō),了解樹(shù)木特性與干旱條件之間的關(guān)系有助于氣候科學(xué)家和當(dāng)?shù)仡I(lǐng)導(dǎo)人規(guī)劃未來(lái)干旱對(duì)社區(qū)的影響。

他說(shuō):“如果不考慮這種植物的關(guān)鍵生理學(xué),就會(huì)讓我們對(duì)氣候變化對(duì)許多地區(qū)干旱意味著什么的預(yù)測(cè)不太準(zhǔn)確。”

即使在最近的潮濕春天,干旱總是在安德雷格的腦海中。他說(shuō):“僅僅因?yàn)槲覀兘衲暝诿绹?guó)和猶他州有一個(gè)良好的水年,并沒(méi)有讓我們擺脫困境。” “我們需要記住,未來(lái)我們將會(huì)看到更多的干旱。”


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