全球变暖的后续效应:干旱减缓植物生长

2010-8-25 15:11 来源: 中国科学院
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2003年全球植物生产力分布情况。绿色表示生产力增加,红色表示生产力降低。

  尽管早前就有研究表明,气候变暖促进了植物生产力的提高,生长期延长。但别高兴得太早,最近美国航空航天局(NASA)的卫星数据显示,由于局部地区旱情不断,全球植物的长势已呈衰退趋势。

  植物生产力是植物光合作用过程的一种度量方法,代表了植物将太阳能、二氧化碳和水转化成碳水化合物和氧气的速度。与上世纪80年代到90年代6%的增幅相比,2000~2009年间,全球植物生产力只增加了1%。这种变化可能会带来食物安全、生物燃料和全球碳循环等一系列的问题。

  美国蒙大拿大学密苏拉分校的赵茂生和Steven Running分析了NASA的“Terra”卫星数据,并与其他气候因子,如温度、太阳辐射和水分状况等相结合,得到了这一结论。

  “我们看到这个结果着实有点吃惊。”Running说,“毕竟之前的研究都倾向于认为全球气候变暖会促进植物的生长。”

  的确是这样。2003年一篇发表在《科学》杂志上的论文称,1982~1999年间,全球陆地植物的生产力增加了6%。该论文的作者Ramakrishna Nemani现于NASA的埃姆斯研究中心工作。他认为通过近20年对温度、太阳辐射和水分状况的追踪,气候变暖对植物生长是有利的。

  鉴于全球平均气温仍在攀升,赵茂生和Running决定将这一研究继续下去,以检验气候变化的长期效应。但他们却发现了与先前研究相反的结果。气候变暖带来的局部地区干旱,实际上放慢了植物生产力增加的速度。研究者将这一结果发表在最新一期的《科学》杂志上。

  “这一结果有可能上升到政治层面。”Running说,“这一结果给人类敲响了警钟,它说明不断升高的气温并不会永无止境地帮助植物生长。”

  赵茂生和Running发现,从2000年开始,北半球高纬度地区的植物仍然在从气候变暖中受益。但气候变暖也给南半球带来了持续的干旱,整个南半球植物净生产力为负,并最终削弱了全球的生产力增加速度。

  “过去10年中陆地植物生产力增幅的下降说明,未来的植物分布格局和生产力的变化趋势,是由温度、降水、云层、二氧化碳、养分状况和土地管理等一系列复杂的影响因子共同决定的。”NASA总部陆地生态学研究项目的项目经理Diane Wickland说。

  本研究的研究者还将继续对这一趋势进行监测,因为植物的生产力与温室气体的变化幅度以及植物生长带来的食品供应等问题息息相关。

  “就算这种下降的趋势得到了遏制,对森林和农田的管理仍然是非常重要的。它们会为食品生产、生物燃料等一系列环节带来益处。”Wickland说,“而全球碳储量问题在未来都将是我们面临的一个巨大挑战。”