尽管有氮污染,密歇根的糖枫树仍将在更温暖、更干燥的未来中挣扎_百度知 ...

发布网友 发布时间：2024-10-20 17:03

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热心网友 时间：2024-11-19 21:39

尽管有氮污染的帮助，密歇根的糖枫树仍将在更温暖、更干燥的未来中挣扎。

密歇根大学领导的一项新研究表明，尽管密歇根的糖枫树能从环境中氮化合物的生长促进作用中获益，但这些好处并不能完全抵消未来在干旱气候下生长所带来的额外压力。

糖枫树是北美东部硬木森林的主要树种，以其火热的落叶和枫糖浆的主要来源而闻名。它们主要存在于潮湿、排水良好的土壤中，而且是耐旱的。

在未来的几十年里，一些对上大湖地区的气候预测要求更高的温度和更大的夏季干旱的可能性，这些条件可能会给糖枫树和其他树木带来压力。

但是随着气候的持续变化，世界范围内的森林也面临着由机动车、发电厂、工厂、农业和其他人力资源所产生的不断增长的氮化合物的增加。这种人源性氮被认为是一种污染物，但对树木也有施肥效应，促进生长。

气候学家和森林生态学家长期以来一直在想，人类产生的氮的肥沃效应是否足以抵消气候变暖、气候变暖所带来的额外压力。这是一个很难回答的问题，之前的研究产生了矛盾的结果。

这项由密歇根半岛四处森林地区收集的长达20年的数据显示，人类活动中的氮素沉积“不会完全抵消在干旱天气下生长所带来的负面影响”。

这项研究计划于1月17日在《生态学》期刊上发表。研究表明，在未来的几十年里，密歇根的糖枫树的生长速度将会下降。如果对该地区最极端的气候预测被证明是正确的，糖枫树最终将会在几个世纪的时间里从加州的下半岛消失。

这项研究的主要作者、密歇根大学森林生态学家伊内斯·伊班内斯说:“添加的氮能起到一点作用，但还不够。”

“在极端的气候条件下，由于缺水，氮的增加将无法弥补糖maples生长的减少，”Ibanez说，他是环境与可持续性学校的副教授，也是生态学和进化生物学部门的副教授。

了解不同树种对温暖和干燥条件的反应，对于准确预测未来森林的生长至关重要。这一点很重要，因为世界上的森林每年通过燃烧化石燃料，将大约四分之一的温室气体排放到大气中。

如果森林生长减缓以应对气候压力，那么这些树木将减少二氧化碳的排放，这将加剧气候变暖问题。世界各地的北方森林都是特别重要的碳汇，从空气中去除大量的碳，并将其储存在树木和森林土壤中。

“在陆地上储存的大部分碳都是在森林里，”密歇根大学森林生态学家、环境与可持续发展学院教授、生态学和进化生物学教授唐纳德·扎克(Donald Zak)说。“未来森林的生长将会影响到大气中人类产生的二氧化碳的数量。”这反过来又会对全球气温产生反馈效应。

这就是为什么这些关于森林增长的问题如此重要。而获得一些答案的唯一途径就是通过这项研究中使用的长期生态学研究。

为了评估人类起源的氮沉降和气候变化对树木生长的综合影响，Ibanez、Zak和他们的同事们使用了来自联邦资助的氮沉积研究的数据，这些数据来自于密歇根的四个硬木森林研究基地，其中一个位于密歇根州佩尔斯顿附近的U-M生物站。

这四个区域相隔300英里，从北到南分布的硬木森林，从西中下半岛到西北的上半岛。密歇根梯度研究建立于1987年，旨在研究气候和大气沉积对大湖地区森林生长和生态系统过程的影响。扎克是该项目的主要调查人员之一。

自1994年以来，项目研究人员一直在添加固态硝酸钠(一种用于化肥的氮化合物)，到密歇根州一些梯度研究项目的土壤中，模拟到本世纪末预计的氮沉降水平。人类之后排放到大气中的大部分氮会在雨、雪和尘埃中降落到地球上。

在生态学的研究中，研究人员分析了氮沉降、夏季温度和土壤水分对糖枫树生长的综合影响。他们使用了1994-2013年期间收集的1016棵树的记录。

Zak说，密歇根梯度研究的巨大范围，其不同寻常的实验设计，以及新的统计工具使研究人员能够将人类的氮对树木生长的影响与温度和水的限制相分离——以前的研究是不能做到这一点的。

结果表明，在所有情况下，添加氮促进了树木的生长，随着温度的升高和土壤水分的减少，树木的生长受到了显著的影响。此外，研究人员模拟了此前为上大湖地区开发的两种气候情景下每棵树的未来增长率。

情景一设想到2100年，气温将发生温和变化:气温上升1.3华氏度，夏季降水增加14%。这种情况假设，全球二氧化碳排放最终会逆转，并开始下降。

情景二假设目前的二氧化碳排放水平会持续到未来，导致该地区的极端气候变化:气温上升10华氏度，到2100年夏季降水减少40%。

计算机模拟显示，在场景一的情况下，尤其是在较温暖的南部地区，糖枫的生长会受到轻微的伤害。第二种情况的结果显示，在所有4个地点和所有的地块上，糖枫树的生长都有显著的显著下降，这些都是用氮肥和未经处理的地块处理的。在两种情况下，增长率的三倍下降是可能的。

Ibanez说，在第二种情况下，糖枫树最终会从密歇根的下半岛消失，尽管这些变化可能会在几个世纪后发生。如果发生这种情况，就可以用橡树-山核桃林取代枫树和山毛榉的北部阔叶林，这种森林更适合干旱的环境，但却不能从大气中去除大量的碳。

Ibanez说:“碳封存是森林提供给我们的一项巨大的服务，对于任何形式的气候调节都是非常重要的。”“如果未来的干旱条件降低了密歇根森林的生产力，他们的碳封存能力也会受到影响。”