近些年人們發現樹木的生長期似乎變成長了。歐洲多種知名的喬木春季發芽的時間比100 年前平均提早了大約兩周,而葉片在秋季開始變色的時間推遲了約六天。
推崇「氣候暖化」理論的科學家認為這就是氣候變暖導致的效果,估計未來秋季葉片變色的時間將進一步延遲。
近期一份發表在《科學》(Science)期刊上的研究提出不一樣的看法,不認為氣候變暖,樹木的生長期就變得越長。這份研究認為,植物自身有一套控制何時落葉的機制,不是簡單地受到氣溫控制。研究人員按照這個理論建立了一套新的預測模型,推測本世紀末樹木落葉的時間點,得出了與現有理論模型相反的預測結果。
樹木的吸碳限制
溫帶落葉喬木有著明顯的物候周期:春季和夏季茂盛的葉片通過光合作用吸收二氧化碳處於生長期;在秋季葉片衰老,變成黃色或紅色後從樹上掉落,標誌著樹木生長期的結束,開始從落葉中吸取養份。
這項研究的負責人瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)的佐納(Constantin Zohner) 說:「準確地預報樹木的生長周期,在以前很困難,因為對葉片衰老機制並不了解。」
直到現在,科學家都想當然地認為,夏季結束後,秋季溫度的降低和日照時間的縮短,是決定葉片開始變色的時間點的因素。也有的研究猜測,春季何時發芽也是影響秋季何時變色的一個因素,但是都沒能確切了解這些機制。
佐納認為,歸根結底是吸碳上限決定著葉片開始變色的時間。而吸碳量也不是簡單地光照時間越長,吸碳量越高,還會受到很多因素的影響。比如土壤內稀缺的養如氮的含量、空氣中二氧化碳濃度等其它因素,都影響著植物在生長期所吸收的碳含量。
六十年數據 分析結合實驗得到的結果
這份研究使用了1948 年-2015 年長達六十年間, 歐洲中部3,800 個地區,434,000 個觀測數據, 包括了歐洲馬栗(horsechestnut)、銀樺樹(silverbirch)、歐洲山毛櫸(Europeanbeech) 、歐洲落葉松(European Larch)、英國橡樹(English Oak)和山梨樹(Rowan)六種知名的歐洲喬木的季節變化數據。
研究人員通過這些數據分析各種因素對落葉時間點影響的比重,包括春季發芽的時間、季節性光合作用、二氧化碳濃度、溫度和降水等。
另外,研究人員還在溫室和室外環境分別進行多項實驗,把溫度、日照和二氧化碳濃度這些因素對光合作用和促進葉片變色時間之間的影響逐個區分開,得到每種因素影響的權重。
長期觀測數據顯示,光合作用與葉片變色時間之間的聯繫大約是,光合作用提升10%,葉片變色時間提早8 天。研究人員進行的實驗結果也支持了這個結果。
研究組利用這些信息,把他們知道的所有影響因素按照權重考慮在內,開發了一套全新的物候模型。
他們先用這個模型算出過去六十年來落葉的時間點,與紀錄的資料進行對比,發現這個模型的估計值比舊的模型準確度高出42%。
他們再用這個模型對本世紀未來年份物候周期做出估計。
目前普遍估計到本世紀末,喬木在秋季葉片變色的時間將推遲2到3 周。佐納說:「我們的新模型估計的是相反的情況,如果光合作用持續增多,葉片將比現在提早3至6 天開始變色。也就是說,到本世紀末,喬木的生長季節只延長了8 ~ 12 天,是以前的估計值的一半或三分之一。」◇
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