2022年9月13日米拉·佩雷拉(Mila Perera)评论
根据最近的一项研究俄勒冈州立大学在美国，林冠上的树叶不能将内部温度降低到低于环境温度的水平。这表明，树木防止有害温度上升和吸收二氧化碳的能力将在更温暖、更干燥的气候中受到损害。
森林树冠，H.J.安德鲁斯实验森林，喀斯喀特山脉，俄勒冈。图片来源:Theresa Hogue, OSU
一项由来自众多大学和政府机构的科学家参与的国际研究发现，与人们普遍持有的科学概念相悖，即冠层叶子可以将温度维持在光合作用的理想范围内。光合作用是绿色植物利用阳光和二氧化碳制造食物的过程。
根据俄勒冈州立大学林学院的克里斯·斯蒂尔的研究，他的研究发表在今天的美国国家科学院院刊在美国，世界上许多森林可能已经接近碳吸收的热极限。这项研究对于认识和预测植物将如何应对气候变化至关重要。
一种被称为“有限叶片同温性”的假说认为，通过功能特征和生理反应的结合，叶片可以将白天的温度保持在有利于光合作用的最佳温度附近，而低于对它们有害的温度．
克里斯·斯蒂尔，俄勒冈州立大学林学院的研究第一作者
”具体来说，树叶应该在更高的温度下冷却，通常高于25或30摄氏度。这一理论还暗示，气候变暖对森林的影响将被树叶的降温反应部分缓解”,还说。
从巴拿马雨林到科罗拉多的高海拔林木线，斯蒂尔和他的同事们使用热成像技术来检测树冠叶温度。他们发现，与受限制的叶片恒温理论所预期的相反，冠层叶子在白天的空气温度以下不会持续冷却，也不会停留在一个狭窄的温度范围内。
热成像摄像机被固定在塔上，塔上装有测量各种环境因素的仪器，包括碳、水和能量“通量”——森林和大气之间的交换。
”使用高频、连续的热成像来监测森林冠层改变了我们对森林如何应对气温上升带来的压力的了解北亚利桑那大学教授、该研究的合著者安德鲁·理查森说。
”在热感相机出现之前，如果你想测量树冠温度，你必须用创可贴把热电偶粘在树叶上，然后等风把它们吹掉。但是这些相机让我们可以一天24小时，一周7天，跨越许多季节和年份来测量变化．”
研究表明，树冠上的叶子比周围的空气升温更快，在一天的大部分时间里保持温暖，只有在下午中晚些时候才低于空气温度。
据科学家称，由于未来全球变暖而导致的冠层树叶温度升高预计将对森林碳循环产生不利影响，并将增加森林死亡的可能性。
”由于叶温对碳代谢和水和能量交换的影响，它长期以来被认为是植物功能的重要因素。如果冠层光合作用随温度升高而下降，森林作为碳汇的能力将会降低”,还说。
斯蒂尔认为，树叶大小随气候、纬度和冠层结构的波动影响着各种生态系统中的树叶温度。大叶子在温暖、潮湿的环境中更常见，而小叶子和更高的反射率，可以提高散热能力和增加冷却，在生长在炎热、干燥环境中的植物中更常见。
在大部分温暖潮湿的热带地区，正净光合作用标准——碳固定率减去植物呼吸过程中释放的二氧化碳量——已经接近或超过了。
”如果像我们的研究结果所表明的那样，树叶通常比周围的空气更热，树木可能比我们预期的更快地接近临界温度压力阈值,”理查森认为。
”我们的研究结果对于解释植物如何适应变暖有很大的意义，而且它们表明冠层叶子调节温度的能力有限。我们的数据和分析表明，气候变暖将导致冠层树叶温度升高，可能导致碳同化能力下降，最终导致热损伤”,还补充道。
国家科学基金会资助了这项调查。
期刊引用
不过,c . J。等．(2022)在一系列森林生态系统中，没有证据表明冠层尺度的树叶温度调节作用使树叶温度低于空气温度。美国国家科学院院刊．doi.org/10.1073/pnas.2205682119．
来源:https://oregonstate.edu/