中國(guó)日?qǐng)?bào)11月21日電(記者 李夢(mèng)涵)11月21日18:00《自然·氣候變化》在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所生態(tài)系統(tǒng)格局與過(guò)程團(tuán)隊(duì)牽頭的國(guó)際合作研究成果,揭示全球變暖正導(dǎo)致樹木的光合作用與木質(zhì)部生長(zhǎng)之間出現(xiàn)"步調(diào)不一致",表現(xiàn)為光合作用啟動(dòng)時(shí)間明顯早于生長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間。這一現(xiàn)象意味著,當(dāng)前基于光合作用預(yù)測(cè)的北半球森林碳匯能力可能被高估。
森林被視為陸地最重要的"碳庫(kù)"。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為,氣候變暖會(huì)延長(zhǎng)植物的光合作用時(shí)間,進(jìn)而增強(qiáng)森林吸收二氧化碳的能力。然而,吸收只是"第一步",要把碳真正"鎖"進(jìn)樹干,關(guān)鍵在于木質(zhì)部何時(shí)啟動(dòng)生長(zhǎng)。
研究團(tuán)隊(duì)基于北半球84個(gè)樣點(diǎn)、24種針葉樹的形成層活動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),系統(tǒng)分析了從-4.4℃到18.2℃年均溫度梯度上的木質(zhì)部物候特征。通過(guò)與遙感反演的光合物候高頻比對(duì),研究發(fā)現(xiàn):年均溫度每升高1℃,光合作用啟動(dòng)日期提前約4天,而木質(zhì)部生長(zhǎng)僅提前2天;在溫暖的溫帶和地中海地區(qū),兩者啟動(dòng)時(shí)間差最大可達(dá)62天,比寒帶和高山地區(qū)幾乎翻倍。隨著氣溫升高,光合季節(jié)延長(zhǎng)四個(gè)月,但木質(zhì)部生長(zhǎng)季只延長(zhǎng)三個(gè)月,二者"時(shí)間差"顯著拉大。
進(jìn)一步模型分析指出,木質(zhì)部生長(zhǎng)除了需要春季積溫,還必須經(jīng)過(guò)冬季足夠的低溫積累,即"冷激"來(lái)打破休眠;冬季升溫使冷激不足,樹木只能"等待"更多熱量,導(dǎo)致生長(zhǎng)啟動(dòng)滯后。而光合作用幾乎不受冷激限制,從而加劇了這種"步調(diào)不一致"的現(xiàn)象。更關(guān)鍵的是,年木材增量只與生長(zhǎng)季長(zhǎng)度相關(guān),與光合季節(jié)長(zhǎng)短無(wú)關(guān)——這意味著即便葉片多"工作"一個(gè)月,只要木質(zhì)部停止生長(zhǎng),碳也無(wú)法轉(zhuǎn)化為木材。
論文第一作者、中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所李曉霞副研究員表示,這一發(fā)現(xiàn)提示現(xiàn)有以光合作用為核心的全球植被模型可能高估了溫暖地區(qū)森林的固碳潛力。該論文的通訊作者,中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所梁爾源研究員呼吁,未來(lái)氣候政策與碳匯評(píng)估應(yīng)將"木質(zhì)部物候"納入核心考量,并建議溫暖區(qū)域在造林管理中優(yōu)先選用對(duì)冬季低溫需求較低的樹種,以緩解物候不同步可能導(dǎo)致的碳匯潛力下降。
該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)等資助,合作范圍覆蓋15個(gè)國(guó)家的50余名科學(xué)家。