植物或许并不喜欢全球变暖
不夸张地说,迄今为止,气候变化所带来的后果似乎都是具有破坏性的。人们很难认为日益上升的海平面、日益增多的旱灾和野火以及缺乏的水资源供应、更加酸化的海水具有积极的作用。但是对于构成人类食物供应基础的植物来说,有一种说法认为,全球暖化以及温室气体增多可能并不是坏事。
一般认为,二氧化碳,毕竟对植物进行光合作用,获得营养具有至关重要的作用,同时由于冬天气候更加温和,时长更长,植物获得了更长的生长期。因此,拥有更多的食物以及更充足的时间去享受蔬菜,似乎十分不赖。
但是事实远比这复杂:“大自然中有着复杂、广阔而又强大的互动关系。”克里斯?菲尔德(Chris Field)这样说道,他是斯坦福大学卡内基全球生态学中心的负责人,“只根据单方面因素就下如此明确的结论,是十分冒险的。”
支持上述主张的最新证据是刊登在《森林生态与管理》上。在这一研究中,芬兰研究者分析了当植物生长期增长之后,北方森林对外部生存条件变化之后的反应。该研究第一作者,赫尔辛基大学教授安娜?库帕里宁(Anna Kuparinen)认为,在现在的气候条件下,生长在欧洲最北部的松树以及白桦树发育迟缓,一部分原因是相比南方的同类树来说,它们每年的生长期要短的多,同时他们甚至自身形成一种物理机制来对抗严寒天气。“事实上,在霜降来临之前,它们已经停止了生长。”
研究者表示,如果霜降期来的晚,松树和白桦树不能在一夜之间形成这种物理机制。“现在的森林不会在顷刻之间长高长粗,但是最终树木会对外界环境改变做出反应。”她这样解释,“但原则上这个适应过程需要很长的时间,树木进化的速度比气候变化的速度要慢。”这样一来,气候变化不会对树木带来任何害处。
长期以来模拟研究以及实验揭示出,气候与植物之间存在着十分复杂的关系。比如在温室中进行模拟,当科学家将温室中二氧化碳含量加倍时,麦子和大豆植物从体型上会增长20?40%,但是在真实生存条件下,一切远不止这么简单。开放式空气二氧化碳浓缩项目(FACE项目)进行了一系列实验,检测者将二氧化碳注入试验田和森林的空气中,结果显示有些植物确实在个头上有所增长。
菲尔德表示:“但是这并不代表个头增长的植物就是你所希望的那种植物。”杜克大学也参与了这一项目,在那里结果显示:“松树生长的很快,但是毒常春藤生长的更快,受益更大。在我们所进行的实验中,对碳浓缩环境最敏感的是植物种子。”
大卫?罗贝尔(David Lobell)是菲尔德在斯坦福的同事,两人曾携手发表了2007年植物与气候互动研究的研究回顾。罗贝尔表示:“显然有足够的证据可以表明二氧化碳有利于植物生长,但是植物从中受益多少,却颇具争议。”
关于此,有一个原因就是植物健康生长过程中,不仅取决于二氧化碳,同时也依赖于水和其他营养成分。只有二氧化碳增多,其他各种营养成分没有变化,那么植物形体可能会有所增加,但是相对来说其他营养不足,意味着昆虫要吃掉多余的植物来保证整株植物的健康发育。
一些FACE项目进行的实验,分析了雨水和营养成分变化对植物的影响,发现“令人惊讶的是,当某一因素变化和整体因素都变化时,对植物的影响大有不同,由此可见,各个因素之间有着复杂的互动关系。”
毋庸置疑,气候变化将给世界不同地方带来不同的影响。罗贝尔这样说:“在北方,植物生长期将会大大延长。”如果芬兰学者的研究结果被证实可信,那么气候变化对森林会有影响,但可能会益于农作物生长,因为人们可以选择适合在夏天生长的农作物种子。但是“在干旱的热带地区,植物生长将会受到水源短缺的限制,频频发生的旱灾有百害而无一利,而全球大部分地方,在气候上已经达到了植物生长所需要的温暖程度。”
一般来说,植物会根据气候变化进行迁移,但是正如库帕里宁及其同事最近指出的,这种迁移相比气候变化要慢得多。“总的来说,现在我们对植物的物理迁移机制知之甚少。”菲尔德表示,现在的预测都是建立在前人研究的基础上,但是我们自己所建立的生态模型还不适用于现代的,人类主宰的环境。
简而言之,菲尔德说:“我们已经进行了大量的研究,深入探讨了在气候变迁条件下,植物将会如何应对。”但是还有很多未知元素等待他和其同仁去探索,这也意味着现今所下的任何关于气候变化对植物有利还是有害的简单结论都是十分不成熟的。
编辑:Aggie