中國日報11月21日電(記者 李夢涵)11月21日18:00《自然·氣候變化》在線發表了中國科學院青藏高原研究所生態系統格局與過程團隊牽頭的國際合作研究成果,揭示全球變暖正導致樹木的光合作用與木質部生長之間出現"步調不一致",表現為光合作用啟動時間明顯早于生長啟動時間。這一現象意味著,當前基于光合作用預測的北半球森林碳匯能力可能被高估。
森林被視為陸地最重要的"碳庫"。傳統觀點認為,氣候變暖會延長植物的光合作用時間,進而增強森林吸收二氧化碳的能力。然而,吸收只是"第一步",要把碳真正"鎖"進樹干,關鍵在于木質部何時啟動生長。
研究團隊基于北半球84個樣點、24種針葉樹的形成層活動監測數據,系統分析了從-4.4℃到18.2℃年均溫度梯度上的木質部物候特征。通過與遙感反演的光合物候高頻比對,研究發現:年均溫度每升高1℃,光合作用啟動日期提前約4天,而木質部生長僅提前2天;在溫暖的溫帶和地中海地區,兩者啟動時間差最大可達62天,比寒帶和高山地區幾乎翻倍。隨著氣溫升高,光合季節延長四個月,但木質部生長季只延長三個月,二者"時間差"顯著拉大。
進一步模型分析指出,木質部生長除了需要春季積溫,還必須經過冬季足夠的低溫積累,即"冷激"來打破休眠;冬季升溫使冷激不足,樹木只能"等待"更多熱量,導致生長啟動滯后。而光合作用幾乎不受冷激限制,從而加劇了這種"步調不一致"的現象。更關鍵的是,年木材增量只與生長季長度相關,與光合季節長短無關——這意味著即便葉片多"工作"一個月,只要木質部停止生長,碳也無法轉化為木材。
論文第一作者、中國科學院青藏高原研究所李曉霞副研究員表示,這一發現提示現有以光合作用為核心的全球植被模型可能高估了溫暖地區森林的固碳潛力。該論文的通訊作者,中國科學院青藏高原研究所梁爾源研究員呼吁,未來氣候政策與碳匯評估應將"木質部物候"納入核心考量,并建議溫暖區域在造林管理中優先選用對冬季低溫需求較低的樹種,以緩解物候不同步可能導致的碳匯潛力下降。
該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國科學院青年創新促進會等資助,合作范圍覆蓋15個國家的50余名科學家。