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日期: 2023-09-28 | 來源: 環球科學 | 有0人參與評論 | 字體: 小 中 大
如果有壹天植物不再進行光合作用，“地球之肺”不再呼吸，我們將何去何從？
撰文 | 冬鳶審校 | 黃雨佳
今年7月3日，全球平均氣溫突破紀錄，達到了有記錄以來最高；但僅僅壹天之後，這個紀錄就再次被打破。今年的整個7月，也隨即成了有記錄以來最熱的壹個月。
導致氣候變化的重要罪魁禍首之壹或許是人類，而與全球變暖作斗爭的主力軍，則是地球上的植物。植物通過光合作用吸收溫室氣體贰氧化碳，將碳以有機物的形式固定在體內，從而減緩溫室效應的進程。其中，熱帶森林的貢獻最為巨大，固碳量約為全球的34%。
然而，在熱帶森林中，有壹部分樹葉已經因為氣溫過高，失去了光合作用的能力；並且隨著氣候持續變暖，這樣的樹葉將越來越多。在不久的將來，當熱帶平均氣溫超過某個“臨界溫度”（critical temperature）後，熱帶森林整體的光合作用能力和固碳能力可能將遭受不可逆的損傷——這是壹項最新發表於《自然》（Nature）的研究成果。
“臨界溫度”
不斷上升的氣溫，正在削弱熱帶森林的固碳能力。2008年的壹項研究曾預測，在當時的氣溫基礎上，如果熱帶平均氣溫上升3攝氏度，熱帶森林吸收贰氧化碳的量將會減少35～40%——盡管現在的平均氣溫相較於那時還沒有上升到3攝氏度，但過去拾多年的研究似乎證明這個預測是正確的：近年來熱帶森林的固碳能力的確明顯下降了。
樹葉只有在適當的溫度范圍內，才能正常進行光合作用。當溫度過高時，葉片的氣孔會關閉，導致葉片不能吸收贰氧化碳；同時也會妨礙葉片的蒸發散熱，使葉片溫度進壹步升高。同時，高溫會影響壹些與光合作用相關的酶的活性，從而影響光合作用效率。當葉片溫度升高到壹定程度後，葉片的光合作用能力會永久受損，葉片也將枯死；而當壹棵樹上大量的樹葉都因為溫度過高而枯死時，這棵樹可能也即將走向死亡。
固碳量隨氣溫升高而下降，這意味著或許壹些樹葉已經達到了“臨界溫度”。
在發表於2020年的壹項研究中，研究者在模擬溫度上升的環境中，測量了熱帶森林中147種樹的樹葉光合效率變化，以測量這些樹葉的“臨界溫度”，最後得出了壹個平均值：46.7攝氏度。
也就是說，當葉片溫度超過46.7攝氏度，熱帶森林中大量樹種的光合能力將嚴重受損，最終可能走向死亡。
需要強調的是，這裡的46.7攝氏度是指葉片的溫度，不是氣溫；而位於樹冠頂層的壹些樹葉溫度有時會顯著高於空氣——因為樹葉散熱能力不如空氣，且當溫度過高導致葉片氣孔關閉時，樹葉散熱能力會進壹步受限。有研究指出，熱帶地區的葉片溫度最高可能會比周圍空氣溫度高18攝氏度。
壹個可怕的預測
目前在熱帶地區，到底有多少樹葉已經達到了這個46.7攝氏度這個“臨界溫度”呢？
在今年發表的這項研究中， 研究者綜合了熱電偶測量數據、地面輻射強度計的數據、以及來自國際空間站的高分辨率遙感數據發現，現在泛熱帶地區樹葉的平均最高溫度約為34攝氏度，但部分樹葉已經超過了40攝氏度，且0.01%的樹葉已經超過了平均“臨界溫度”46.7攝氏度。
雖然0.01%看起來是壹個很小的比例，但有壹個事實卻讓我們不得不引起重視：並不是氣溫上升1攝氏度，樹葉溫度也只上升1攝氏度，因為樹葉溫度的上升並不隨氣溫上升呈線性增長。研究人員在巴西、波多黎各和澳大利亞的森林中模擬了氣溫上升之後的狀態，結果表明，如果氣溫增長2～3攝氏度，樹葉溫度最多可能會上升8攝氏度。
而這時，超過臨界溫度的樹葉比例將由0.01%變為1.4%——這已經不是倍數的增加，而是數量級的變化了。
因此，如果平均氣溫持續升高，將會有更大比例的樹葉達到“臨界溫度”。這些樹葉在超過“臨界溫度”壹段時間過後，會壞死、脫落，而由於大樹主要靠樹葉散熱，這些樹葉的脫落會降低大樹整體的散熱效率，從而導致更多的樹葉超過“臨界溫度”。在巴西的實驗中，研究者發現氣溫上升僅約2攝氏度就會導致大樹平均喪失27%的蒸發散熱能力。他們推測，如果氣溫繼續升高，最終會導致所有的樹葉都因超過“臨界溫度”而枯死，而這可能會導致熱帶樹種整體的大量死亡。- 新聞來源於其它媒體，內容不代表本站立場！
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