北极植物为何越长越高?可能受天气影响

《自然》杂志9月26日发表论文称,英国爱丁堡大学领导的国际科学合作项目的最新研究成果显示:气候变化正在让北极的植物变得越来越高。不仅位于北极苔原上的本土植物越长越高,在北极南部,更高的植物种类也正在向苔原蔓延。常见于欧洲低地的春香草如今已经转移到冰岛和瑞典的一些地方。

该项目由爱丁堡大学地球科学学院的Isla mys-smith博士和位于法兰克福的Senckenberg生物多样性和气候研究中心(BiK-F)的Anne Bjorkman博士领导,共有130名科学家参与其中。

虽然北极通常被认为是广阔而荒凉的冰层,但事实上这里生活着数以百计的生物,这些低矮的灌木、草和其它植物在碳循环和能量平衡方面都扮演着重要的角色。现在,北极专家发现,气候变化的影响正是过去30年中北极苔原植物高度增加背后的原因。“北极和高山地区快速的气候变暖促使了植物群落结构和组成的变化,并对这一广阔且敏感的生态系统的功能产生了重要影响。”Bjorkman说。

该团队现在有一个关于北极苔原植物的综合数据集,数据数量超过6万个。这些数据收集自阿拉斯加、加拿大、冰岛、斯堪的纳维亚和俄罗斯以及位于欧洲阿尔卑斯山和科罗拉多州落基山脉的高山地区。研究人员评估了温度、土壤湿度与代表植物形态以及功能的关键性状之间的关系,并对植物的高度、叶面积、叶氮含量和叶干物质含量,以及木质和常绿性进行了分析和跟踪。结果发现,令人惊讶的是,随着时间的推移,只有植物的高度显著增加了,且除了温度之外,植物的特性也受到湿度的强烈影响。Myers-Smith博士说:“虽然大多数气候变化模型和研究都集中在温度的升高,但我们的研究表明,土壤水分在改变植物性状方面的作用比我们之前认为的要大得多。”“我们需要更多地了解北极地区的土壤湿度。该地区的降雨量可能会增加,但这只是影响土壤湿度的因素之一。”

北极区域一直以来都是气候研究的焦点,因为北纬地区的永久冻土层内包含着世界上30%~50%的土壤碳。更高的植物会吸收更多的雪,使底层的土壤在冬季不能快速地冻结,从而加速冰冻碳库的解冻并导致温室气体的排放增加。“我们发现植物高度增加的情况不只是发生在少数几个地点,而是发生在几乎整个苔原。如果植物继续以目前的速率生长,至本世纪末,植物群落的高度将增加20%~60%。”

NERC(National Environment Research Council:英国全国环境研究委员会)的极地、气候和天气部门主管Helen Beadman说:“这项研究是提高我们对北极和高山植被如何应对气候变化的理解的重要一步。灌木的生长和扩张不仅会对北极的生态系统产生深远的影响,还会对温室气体的排放产生深远的影响。”

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编译:Max

审稿:三水

责编:南熙