高溫延長了泥炭地植物的生長期

高溫延長了泥炭地植物的生長期

一項模擬更溫暖環境條件的未來實驗表明，泥炭地植被對更高溫度的反應是更早更長的生長期。今天發表在《自然》雜誌上的一項研究表明，高溫加速了成熟樹木、灌木和苔蘚的春季綠化，推遲了秋季的顏色變化。

這項新發現基於能源部實驗地點收集的觀測數據，將改善環境變化的預測模型，並可能對世界各地的森林產生影響。

「這是我們第一次能夠證實植被對這一溫度範圍的反應，這一溫度範圍超出了歷史記錄，」北亞利桑那大學的安德魯·理查德森說。「我們沒有預見到溫度在秋季擴大植物活動中所起的主要作用。」

該研究小組利用直接觀測和數字重複攝影技術，對環境變化下雲杉和泥炭地反應進行了三年多的測量，這是由美國能源部橡樹嶺國家實驗室進行的一項獨特的生態系統規模的實驗。

以往基於歷史數據的研究表明，日長縮短是植物秋季變化的主要驅動因素，氣溫影響不大。然而，研究小組的實驗研究發現，即使在秋季，由於暴露在陽光下的時間減少，高溫也會引發植物活動。在幾個研究區域中最熱的地方，溫度比周圍溫度高16.2華氏度的植物，在6周內保持綠色和功能。最溫暖的植被在春天的早些時候也失去了冬季的寒冷保護，在2016年晚春的霜凍中，植物很容易受到樹葉和莖的傷害。

雲杉位於美國農業部林業局在明尼蘇達州北部的Marcell實驗森林，有10個專門設計的圍欄，設置在5種不同的溫度和2種升高的二氧化碳水平。該基地為科學家提供了一個平台，以探索溫暖的空氣和土壤對這片碳含量豐富的沼澤的影響。類似的森林在北緯地區很普遍，覆蓋了加拿大、北歐和俄羅斯的大部分地區。

「雲杉給我們提供了一個機會，讓我們得以一窺歷史記錄無法觀測到的其他環境未來，」雲杉協調員兼合著者保羅·漢森(Paul Hanson)說。

位於SPRUCE的工廠里安裝了一系列的儀器，包括PhenoCam網路上的高解析度數碼相機，每隔30分鐘就會捕捉到這些植物的照片。北亞利桑那大學的研究人員從圖像中提取出紅色、綠色和藍色的通道信息，以計算出綠色指數。這些數據與ORNL科學家的現場觀察結果進行了比較，他們發現植物在春天更早的時候長出了葉子，在秋天更晚的時候凋落了葉子。

延長生長季節可能會影響碳循環，因為活躍的植物從大氣中吸收二氧化碳來進行光合作用。正在進行的研究將量化碳使用方面的這些差異。

漢森說:「這些雲杉的研究結果表明，直接實驗對於拓展我們對泥炭地碳循環過程的理解非常重要。」

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