《自然地球科學(xué)》氣候暖化促進(jìn)了植物成長 但也讓地球變得更“渴”

2025-11-22 14:41:37 分類：綜合 閱讀(4)

升高的科學(xué) CO2濃度加上變暖的氣溫，二者結(jié)合的氣候球變結(jié)果是植物消耗的水量增加。 這將導(dǎo)致如這條南卡羅來納州阿十波河（Ashepoo River）的暖化河流的水量下降。PHOTOGRAPH BY VINCENT J. MUSI,促進(jìn)成長 NAT GEO IMAGE COLLECTION
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)美國國家地理（撰文：STEPHEN LEAHY 編譯：蔡雅鈴）：上升的CO2濃度和一個(gè)暖化的地球代表植物會(huì)長得更大，也有更長的讓地時(shí)間把陸地吸干。 這對(duì)人類的渴水源供應(yīng)而言是個(gè)壞消息。
在本世紀(jì)結(jié)束前，自然植物植物可能會(huì)消耗掉更多的地球但也得更水，讓住在北美、科學(xué)歐洲和中亞的氣候球變?nèi)藗兡苁褂玫乃兩侃ぉぞ退阆掠旰徒笛┰黾右惨粯?，一?1月初發(fā)表在《自然地球科學(xué)》（Nature Geoscience）期刊的暖化揚(yáng)州外圍（外圍預(yù)約）外圍女聯(lián)系方式（電話微信181-2989-2716）一二線熱門城市上門新研究這樣描述。
植物是促進(jìn)成長水循環(huán)的主要調(diào)節(jié)者，影響60%從陸地流往大氣的水分。 現(xiàn)在有研究顯示，氣候變遷是如何經(jīng)由好幾個(gè)途徑改變著這個(gè)重要的循環(huán)。
「植物就像是大氣的吸管，控制著水如何從陸地流向大氣。 」這份研究的主要作者──達(dá)特茅斯學(xué)院（Dartmouth College）的氣候地理學(xué)家賈斯?。?曼金（Justin Mankin）說。
在未來數(shù)十年內(nèi)如果二氧化碳（CO2）的排放量沒有大幅減少，到本世紀(jì)末，大氣的 CO2含量會(huì)變成將近2倍，而全球平均溫度則會(huì)上升攝氏4到6度。 未來的這種更熱又充滿CO2的環(huán)境，就如同把暖氣調(diào)大后再把 CO2打進(jìn)溫室。 假設(shè)沒有其他如營養(yǎng)缺乏等因素的限制，可能的結(jié)果就是讓植物爆發(fā)性成長。 不過這樣一來，留給人類使用的水會(huì)大量減少，曼金在一次訪問里說。
氣候變遷會(huì)從三方面影響植物的生長。 首先，當(dāng) CO2濃度上升，植物行光合作用所需的水會(huì)變少。 這個(gè)影響有充分的數(shù)據(jù)可證實(shí)，過去一直被認(rèn)為代表會(huì)有更多淡水可供給土壤和河川。 然而第二種效應(yīng)會(huì)抵銷它：當(dāng)世界變得較暖，就表示會(huì)有更長、更暖的生長季，這讓植物有更多時(shí)間生長和消耗水，進(jìn)而旱化土地。
如今研究人員指出了第三種效應(yīng)：當(dāng) CO2濃度升高，它會(huì)放大光合作用。 植物在這種較熱、富含 CO2的環(huán)境里會(huì)長得更大、有更多葉片。 這表示下雨時(shí)會(huì)有更多潮濕的葉片，也創(chuàng)造出更多表面積、發(fā)生更多蒸發(fā)作用。 計(jì)算機(jī)仿真顯示這種葉面蒸發(fā)作用的增加對(duì)徑流和土壤水分（soil moisture）有很大的影響，曼金說。
曼金的團(tuán)隊(duì)共使用16個(gè)不同的氣候模型，搭配了一些變量的歷史數(shù)據(jù)，包括降雨量、葉面蒸發(fā)量、土壤蒸發(fā)量、葉面積指數(shù)（leaf area index）、土壤水分等，以及其他能更準(zhǔn)確復(fù)制過去情況的變量。 而未來氣候的變量如地表氣溫和CO2濃度也被加入模型中，以了解它們會(huì)如何影響全球水循環(huán)。
雖然各地的植物在一個(gè)更熱、富含 CO2的世界會(huì)消耗更多水分，但北部和熱帶地區(qū)預(yù)計(jì)會(huì)有足夠的降雨，抵銷掉植物成長所增加的用水量，曼金說。
這個(gè)研究的精華重點(diǎn)是：升高的CO2濃度和暖化的溫度二者合起來的影響是增加植物消耗的水量，而這會(huì)導(dǎo)致中緯度地區(qū)──包含北美洲、歐洲和中亞等地方的河川與溪流的水量下降。
關(guān)于用水量的壞消息
高 CO2濃度對(duì)植物的影響是否會(huì)增加陸地的可用水量（water availability），長期以來一直受到討論，全球知名的水專家、同時(shí)也是致力于解決全球水資源問題的太平洋研究所（Pacific Institute）前任所長的彼得． 葛理克（Peter Gleick）說。
「在更準(zhǔn)確仿真整體生物量的增加，包括林冠之后，」這個(gè)研究得到的是「一個(gè)肯定、相反和可說是『壞消息』的結(jié)論：上升的 CO2濃度和相關(guān)的氣候變化會(huì)使得可用水量變得更少，而不是改善狀況，」沒有參與這份研究的葛理克說。 他說這個(gè)結(jié)果「對(duì)美國西部幾乎肯定是個(gè)壞消息。 」
先前的氣候研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在 CO2排放量維持不變的情況下，美國西南部和中部大平原區(qū)（central Great Plains）有高達(dá)80%的機(jī)率會(huì)在2100年前遭遇到一個(gè)長達(dá)35年或更久的「超級(jí)旱災(zāi)」（megadrought）。 適度減少排放量也只會(huì)將風(fēng)險(xiǎn)降到60%。 而模型預(yù)測(cè)的超級(jí)大旱，還不包含這個(gè)新發(fā)現(xiàn)提到的植被改變會(huì)如何讓情況更加惡化，葛理克說。
如今的大氣已經(jīng)有更多 CO2了，氣候也更溫暖。 來自衛(wèi)星數(shù)據(jù)的證據(jù)顯示過去40年來植被的增加量相當(dāng)明顯，曼金說。 不過他也提到，雖然生長季節(jié)也變得愈來愈長，但也很難將地球最近的綠化完全推給氣候變遷，因?yàn)檫^去100年間地貌受到太多人為改變了。
CO2濃度節(jié)節(jié)高升
大氣中的 CO2濃度至少在過去80萬年中一直介于180到290 ppm之間。 最近的這1萬年，CO2則維持在大約280ppm，直到工業(yè)革命造成了人類廣泛使用煤。
今年9月的量測(cè)顯示 CO2的濃度是412ppm，這比工業(yè)革命前的值高出47%。 上一次 CO2濃度超過400ppm是在1600萬到2500萬年前，當(dāng)時(shí)的地球以及氣候和現(xiàn)在非常不同。
CO2濃度現(xiàn)在正以每年2ppm的速率上升。 若是繼續(xù)使用煤、天然氣和石油，到2100年它的濃度可能會(huì)翻倍成560ppm。 仿真顯示在那種情況下整個(gè)中緯度地區(qū)的干旱會(huì)發(fā)生地更快、持續(xù)更久，而且變得更嚴(yán)重──就算在降雨情況正常的時(shí)候，曼金說。
水資源缺乏（Water scarcity）如今已是一個(gè)重大議題，根據(jù)一份2016年的研究，全球有40億人每年至少一個(gè)月面臨水資源的嚴(yán)重短缺。 任何關(guān)于未來供水減少的消息確實(shí)都是噩耗，這點(diǎn)在像美國這樣富裕的國家也一樣，曼金說，從底特律到西南部，已經(jīng)有人正面臨用水緊迫之苦了。