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中國學者最新研究:霧霾越嚴重 森林長得越快
關鍵字:森林在霧霾天長得更快。《中國青年報》7月18日報道,今年6月,這個和許多人印象相反的結論發表在《氣候變化生物學》(Global Change Biology)上。論文第一作者、中國科學院植物研究所的博士生王欣表示,在科學界,這不算令人驚訝。
霧霾屬于大氣氣溶膠的一種。氣溶膠和膠水在質地上沒什么相似之處,它更像一團灰霧,是“懸浮在大氣中的固態和液態顆粒物的總稱”。過去30年里的觀測數據顯示,氣溶膠會影響全球森林的光合作用效率,濃度越高效率越高。
王欣采集到的數據為這種趨勢貢獻了野外證據。從2012年到2014年,她幾乎每天都待在北京香山腳下一片她親手種植的楊樹林中——這是中國北方最常見的樹種之一。霧霾嚴重時,不遠處的香山完全隱身。
王欣在野外觀測(受訪者供圖)
她的觀察將幫助人類進一步認識霧霾。在此之前,科學家對霧霾的研究大多集中于對人體健康的影響,對于它在整個生態系統中引發的變化知之甚少。
森林加快成長,光合作用效率更高,為地球吸收更多的二氧化碳。這種積極作用無法為霧霾開脫。實際上,在王欣的指導老師、中科院植物所研究員劉玲莉看來,環境保護將因此面臨更嚴格的要求。
一片樹葉上看到全球生態變化
“長遠來說,這個結論反而會讓世界各國的減碳任務更加艱巨。”劉玲莉對中國青年報·中青在線記者說。
全世界都在為減少溫室氣體排放頭疼。在《聯合國氣候變化框架公約的京都議定書》規定的6種溫室氣體中,二氧化碳是減排任務最重的——各國定下減排配額、中國在建全球最大的碳排放交易市場……在氣象大會上的爭論之外,森林不語,通過光合作用,將二氧化碳轉變為氧氣。
王欣和劉玲莉的研究表明:霧霾越嚴重,森林越是加快生長拼命工作。這也就意味著,霧霾侵襲減少,光合作用減弱,森林的生長速度必將變慢,為人類承擔減碳任務的能力將下降。因此,在制訂減碳計劃時要將森林的作用考慮進去,隨著計劃的推進提高減碳的配額,才能保證每個階段達到所預期的目標。
水、風、陽光、生物……全球生態是一個整體,牽一發而動全身。這是劉玲莉在至今22年的科研生涯中體會越來越深的“地球哲學”。
這次有關霧霾的研究始于一封郵件。10年前,劉玲莉在美國北卡羅來納州立大學讀博士時,導師問她:大規模火山爆發后,全球大氣中的二氧化碳濃度是升高還是降低?
“怎么會降低呢?”她想,腦海里是火山口直沖云霄的黑煙和煙霧中濃密的二氧化碳、一氧化碳以及硫氫化合物。
她錯了。上世紀80年代以來,衛星觀測幫助科學家積累了大量一手資料。其中,1991年的菲律賓皮納圖博火山爆發的數據最為翔實。數據顯示,這場20世紀最大規模的火山爆發平息后,隨著噴發物參與全球的大氣循環,世界各地都出現了二氧化碳濃度顯著下降的觀察結果。
圍繞這個現象出現了多項假說,目前被學界所廣泛認可的理論圍繞大氣氣溶膠展開。火山爆發產生的大量硫酸鹽固體顆粒會形成氣溶膠。
它就像一床毯子擋在陽光和生物之間,降低了輻射的總量,但卻并非密不透風,其中包含的無數小顆粒能顯著增強光的散射,最終促進生態系統的光合作用。
如果把光線看作子彈,沒有氣溶膠籠罩時的直射好比兩個牛仔在空曠荒野上對峙,直來直往,目標明晰。氣溶膠環境下的散射則好像酒吧里的伏擊,子彈在瓶罐桌椅間彈來彈去,誰都有可能中招。
一顆樹上的葉片從不能平均接受陽光。冠層外圍的那些能享受陽光的直射,被稱為陽生葉,冠層內部的陰生葉則沒有這種待遇。氣溶膠讓光從四面八方而來,反射進樹木冠層的下部和內部,讓陰生葉也能陽光普照。整個樹木冠層的光利用效率都提高了,這被稱為氣溶膠的散射光施肥效應。
氣溶膠的散射光施肥效應示意圖(受訪者供圖)
在美國國家環保局環境評價中心做博士后時,劉玲莉的研究方向就是大氣污染對生態環境的影響。氣溶膠因為顆粒結構復雜,難以被實驗室制造出來,中心的研究也大多處在宏觀層面。
氣溶膠的散射光施肥效應已經被證實,但具體到一棵樹如何生長、一片葉子如何提高光合作用效率,觀測證據仍屬于空白。
- 原標題:霧霾越深,森林越壯
- 責任編輯:郭光昊
- 最后更新: 2018-07-19 13:06:13
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