對抗氣候變化 草原或是緩衝

據估測，隨著氣候變暖，溫暖、乾燥條件下的草原將擴大生存範圍。

圖片來源：David Gray/Reuters

來自一項在美國明尼蘇達州開展的長期生態學田間試驗的數據顯示，在溫暖和乾燥的氣候條件下，隨著二氧化碳濃度上升，草原能生長得更快。該發現同長期持有的關於植入將如何應對溫室氣體的觀點相左，並且表明草原可為對抗氣候變化提供緩衝。

這項日前發表於《科學》雜誌的研究探尋的是一個由來已久的問題：地球兩大植物群將如何應對大氣中日益上升的二氧化碳濃度。最大的植物群被稱為碳三（C3）植物，占所有植物種類的97%。這些物種通過光合作用產生能量，即利用陽光合成來自二氧化碳和水的糖。理論上，為這些植物提供額外的二氧化碳將加快其能量生產。

另一個所謂的碳四（C4）植物群在光合作用發生前，利用一個兩步流程提高內部二氧化碳濃度，從而使能量生產更加高效。幾十年來，科學家一直認為，C4植物不會從大氣中增多的二氧化碳受益，因為它們已經有了動力驅動。不過，最新研究表明，事實可能恰恰相反。

「目前主流的觀點是不要指望C4草原。」美國農業部生態學家Dana Blumenthal表示。由於C4植物進化到可在炎熱和乾旱的條件下生長，因此科學家一直推測，隨著氣候變暖，這些物種將擴大生存範圍。如今，研究證明，它們還可能從大氣中吸收更多二氧化碳。

最新發現來自「生物多樣性、二氧化碳和氮」（BioCON）試驗。從1997年開始，研究人員在明尼蘇達州明尼阿波里斯市北部約50公里的88個露天場地上種植了C3和C4植物。隨後，該團隊向一些場地泵入足夠的二氧化碳，從而將其在大氣中的平均濃度增至百萬分之550——約是工業時代之前大氣中二氧化碳濃度的兩倍。在最初12年里，暴露於額外二氧化碳的C4植物生長速率並未增加。不過，在接下來的8年間，該植物群的表現超過了未在高二氧化碳環境中生長的C4植物。

目前尚不明確這為何會發生。但科學家認為，隨著二氧化碳濃度上升，這些植物可用的氮也在增加。而氮是對光合作用至關重要的必需營養物質。一種可能性是土壤微生物成分的變化驅動了氮的增加。

科學家曾認為，當暴露於較高濃度二氧化碳時，森林可能生長得更快。但最新試驗並未證實這一點。當C3植物暴露於較高二氧化碳濃度時，其生長速率會在一段時間內增加，但最終這些植物受到了諸如氮和磷等營養物質可用性有限的阻礙。

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