樹(shù)木的用水策略可以加劇干旱

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(chǎng)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?chē)毡榇嬖诘臉?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。”