植物或許并不喜歡全球變暖
不夸張地說,迄今為止,氣候變化所帶來的后果似乎都是具有破壞性的。人們很難認為日益上升的海平面、日益增多的旱災和野火以及缺乏的水資源供應、更加酸化的海水具有積極的作用。但是對于構成人類食物供應基礎的植物來說,有一種說法認為,全球暖化以及溫室氣體增多可能并不是壞事。
一般認為,二氧化碳,畢竟對植物進行光合作用,獲得營養具有至關重要的作用,同時由于冬天氣候更加溫和,時長更長,植物獲得了更長的生長期。因此,擁有更多的食物以及更充足的時間去享受蔬菜,似乎十分不賴。
但是事實遠比這復雜:“大自然中有著復雜、廣闊而又強大的互動關系。”克里斯?菲爾德(Chris Field)這樣說道,他是斯坦福大學卡內基全球生態學中心的負責人,“只根據單方面因素就下如此明確的結論,是十分冒險的。”
支持上述主張的最新證據是刊登在《森林生態與管理》上。在這一研究中,芬蘭研究者分析了當植物生長期增長之后,北方森林對外部生存條件變化之后的反應。該研究第一作者,赫爾辛基大學教授安娜?庫帕里寧(Anna Kuparinen)認為,在現在的氣候條件下,生長在歐洲最北部的松樹以及白樺樹發育遲緩,一部分原因是相比南方的同類樹來說,它們每年的生長期要短的多,同時他們甚至自身形成一種物理機制來對抗嚴寒天氣。“事實上,在霜降來臨之前,它們已經停止了生長。”
研究者表示,如果霜降期來的晚,松樹和白樺樹不能在一夜之間形成這種物理機制。“現在的森林不會在頃刻之間長高長粗,但是最終樹木會對外界環境改變做出反應。”她這樣解釋,“但原則上這個適應過程需要很長的時間,樹木進化的速度比氣候變化的速度要慢。”這樣一來,氣候變化不會對樹木帶來任何害處。
長期以來模擬研究以及實驗揭示出,氣候與植物之間存在著十分復雜的關系。比如在溫室中進行模擬,當科學家將溫室中二氧化碳含量加倍時,麥子和大豆植物從體型上會增長20?40%,但是在真實生存條件下,一切遠不止這么簡單。開放式空氣二氧化碳濃縮項目(FACE項目)進行了一系列實驗,檢測者將二氧化碳注入試驗田和森林的空氣中,結果顯示有些植物確實在個頭上有所增長。
菲爾德表示:“但是這并不代表個頭增長的植物就是你所希望的那種植物。”杜克大學也參與了這一項目,在那里結果顯示:“松樹生長的很快,但是毒常春藤生長的更快,受益更大。在我們所進行的實驗中,對碳濃縮環境最敏感的是植物種子。”
大衛?羅貝爾(David Lobell)是菲爾德在斯坦福的同事,兩人曾攜手發表了2007年植物與氣候互動研究的研究回顧。羅貝爾表示:“顯然有足夠的證據可以表明二氧化碳有利于植物生長,但是植物從中受益多少,卻頗具爭議。”
關于此,有一個原因就是植物健康生長過程中,不僅取決于二氧化碳,同時也依賴于水和其他營養成分。只有二氧化碳增多,其他各種營養成分沒有變化,那么植物形體可能會有所增加,但是相對來說其他營養不足,意味著昆蟲要吃掉多余的植物來保證整株植物的健康發育。
一些FACE項目進行的實驗,分析了雨水和營養成分變化對植物的影響,發現“令人驚訝的是,當某一因素變化和整體因素都變化時,對植物的影響大有不同,由此可見,各個因素之間有著復雜的互動關系。”
毋庸置疑,氣候變化將給世界不同地方帶來不同的影響。羅貝爾這樣說:“在北方,植物生長期將會大大延長。”如果芬蘭學者的研究結果被證實可信,那么氣候變化對森林會有影響,但可能會益于農作物生長,因為人們可以選擇適合在夏天生長的農作物種子。但是“在干旱的熱帶地區,植物生長將會受到水源短缺的限制,頻頻發生的旱災有百害而無一利,而全球大部分地方,在氣候上已經達到了植物生長所需要的溫暖程度。”
一般來說,植物會根據氣候變化進行遷移,但是正如庫帕里寧及其同事最近指出的,這種遷移相比氣候變化要慢得多。“總的來說,現在我們對植物的物理遷移機制知之甚少。”菲爾德表示,現在的預測都是建立在前人研究的基礎上,但是我們自己所建立的生態模型還不適用于現代的,人類主宰的環境。
簡而言之,菲爾德說:“我們已經進行了大量的研究,深入探討了在氣候變遷條件下,植物將會如何應對。”但是還有很多未知元素等待他和其同仁去探索,這也意味著現今所下的任何關于氣候變化對植物有利還是有害的簡單結論都是十分不成熟的。
編輯:Aggie