熱帶雨林的一些樹葉已經(jīng)承受了超過臨界閾值的溫度，導(dǎo)致它們無法進行光合作用而枯萎。建模和實驗表明，隨著當(dāng)?shù)貧鉁爻掷m(xù)升高，受到影響的葉片比例將呈指數(shù)級上升。

“我們預(yù)測葉子會完全枯萎。”美國北亞利桑那大學(xué)Christopher Doughty說，“如果真發(fā)生這種情況，將是一個重大轉(zhuǎn)折點。”

然而，該團隊研究表明，只有在最壞的情況下，才有可能達到這個臨界點，現(xiàn)在這是不可信的。他說：“事情似乎不會變成那樣，但這是有可能的。”

實驗室研究表明，當(dāng)雨林樹木的葉子溫度達到47°C左右時，從陽光中獲取能量的細胞機制會受到不可逆轉(zhuǎn)的破壞，葉子通常會枯萎。

“這一溫度看起來不高。”團隊成員、巴拿馬史密森熱帶研究所的Martijn Slot說，“但其實樹葉溫度可能比空氣溫度要高。”

Slot說，沙漠植物可以忍受47°C以上的溫度，但在熱帶雨林中，不同物種的耐熱性差異很小。

目前人們認為熱帶森林中沒有一片葉子達到其耐受極限。但當(dāng)分析2018年至2020年國際空間站ECOSTRESS儀器對植物溫度的測量結(jié)果時，Doughty和同事發(fā)現(xiàn)，世界各地?zé)釒в炅值臉涔谥屑s0.01%的葉子承受的溫度已經(jīng)達到這一閾值。

為證實這一點，研究人員在世界各地進行了地面研究，包括在雨林上層樹冠的單個葉片上放置溫度傳感器。“這極具挑戰(zhàn)性。”Slot說，“你回來后，一場風(fēng)暴把傳感器打掉了，或者螞蟻吃掉了傳感器的膠帶。”

然后，他們根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)和相關(guān)植物實驗創(chuàng)建了一個簡單模型，最終的結(jié)論是，受影響的葉片比例將隨當(dāng)?shù)販囟壬叨黾樱谶_到2°C至8°C的局部變暖臨界點后，這一比例的上升速度更快，而臨界點溫度最有可能是4°C。

Doughty說，加速上升的原因有很多。例如，葉片的氣孔在極端高溫和干旱時會關(guān)閉，以防水分流失。如果沒有通過氣孔蒸發(fā)進行冷卻作用，葉子就會迅速變暖。

此外，一旦暴露在高溫下的葉子開始枯萎，之前被遮蔽的葉子會在高溫中相繼枯萎。

Doughty說，持續(xù)的森林砍伐更有可能使當(dāng)?shù)貧鉁厣仙匠^大量樹葉溫度閾值的水平。他說：“在森林支離破碎的地方，現(xiàn)有森林會變得更加炎熱。”

他說，亞馬孫地區(qū)死亡樹木數(shù)量的增加可能部分由于超過這個溫度閾值。最近的研究還表明，亞馬孫地區(qū)釋放的碳已經(jīng)多于吸收的碳，從而導(dǎo)致進一步變暖。

沒有參與這項研究的英國班戈大學(xué)Julia Jones說：“這篇論文進一步證明了我們需要盡快阻止和扭轉(zhuǎn)氣候變化。”

英國埃克塞特大學(xué)的Iain Hartley說，研究表明，森林砍伐的局部影響以及全球氣候變暖，可能已經(jīng)導(dǎo)致一些地區(qū)在氣候上不適合熱帶雨林存在。“為保護熱帶雨林及其提供的關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，需要在當(dāng)?shù)睾腿蚍秶鷥?nèi)采取行動。”

研究人員在8月23日出版的《自然》上發(fā)表了這一研究成果。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-023-06391-z