樹木的用水策略可以加劇干旱

Ralph Waldo Emerson說，自然并沒有揮霍無度。不幸的是，他錯了。

由猶他大學(xué)生物學(xué)家William Anderegg，Anna Trugman和David Bowling領(lǐng)導(dǎo)的一項新研究發(fā)現(xiàn)，在干旱條件下，一些植物和樹木是多產(chǎn)的揮霍者 - “花費”寶貴的土壤水來冷卻自己，并在此過程中使干旱更加劇烈。

“我們證明植物的實際生理學(xué)很重要，”Anderegg說。“樹木如何吸收，運輸和蒸發(fā)水會影響社會上重要的極端事件，如嚴重的干旱，可能影響人們和城市。”

功能特征

Anderegg研究樹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)，一些植物和樹木擁有一個內(nèi)部管道系統(tǒng)，可以減緩水的流動，??幫助植物在炎熱和干燥時減少水分流失。但是其他工廠的系統(tǒng)更適合將大量的水蒸氣輸送到葉片上的空氣較大的開口中，更有能力在生物體內(nèi)移動水。Anderegg 過去的工作研究了這些特征如何決定樹木和森林能夠抵御干旱的程度。但是這項研究提出了一個不同的問題：這些特征如何影響干旱本身?

“我們已經(jīng)知道很長一段時間植物會影響大氣并影響天氣，”Anderegg說。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始降水。即使砍伐森林也會影響順風(fēng)天氣，因為這些地區(qū)比以前更加干燥。

Anderegg和他的同事使用了來自世界各地40個站點??的信息，這些站點的范圍從加拿大到澳大利亞。在每個地點，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)，以及儀器周圍普遍存在的樹種。將這些數(shù)據(jù)與樹木特征數(shù)據(jù)庫進行比較，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烈相關(guān)。

兩個特征突出：最高葉片氣體交換率和水運輸。第一個特征是葉子可以將水蒸氣泵入空氣的速率。第二個描述樹可以移動到葉子的水量。結(jié)果表明，在涼爽地區(qū)，植物和樹木減緩了水的使用，以應(yīng)對土壤水分的下降。但是在炎熱的氣候條件下，一些植物和樹木的水分輸送和葉片氣體交換率都很高，因此可以說，當(dāng)土壤變干，失去越來越多的水，以便進行光合作用并在消耗時保持涼爽剩下的土壤水分。

“你最終會達到這些條件，這些條件比這些植物更熱，更干燥，而不是其他植物，”Anderegg說。

更多的干旱來了

確實，炎熱和干燥的地區(qū)往往有更多的植物和樹木適應(yīng)干燥的條件。但無論氣候如何，一些具有水密集性狀的物種，如地中海氣候的橡樹，仍然可能加劇干旱。

Anderegg說，了解樹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)劃未來干旱對社區(qū)的影響。

他說：“如果不考慮這種植物的關(guān)鍵生理學(xué)，就會讓我們對氣候變化對許多地區(qū)干旱意味著什么的預(yù)測不太準(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：“僅僅因為我們今年在美國和猶他州有一個良好的水年，并沒有讓我們擺脫困境。” “我們需要記住，未來我們將會看到更多的干旱。”