《科學》新研究稱 草原或可為人類應對氣候變化問題提供緩沖

植物每年吸收大約四分之一的人類碳排放量，在應對氣候變化問題上，其為人類提供了緩沖。但據去年11月英國《自然·通訊》發表的一項國際研究成果稱，植物釋放出的二氧化碳比人們預計的多30%，且隨著全球變暖的加劇，植物通過光合作用吸收并轉化二氧化碳的能力受到削弱。

那么，隨著大氣中二氧化碳含量的增加，植物的生長以及吸碳表現是否會有所變化？

據悉，地球的植物分為兩大組：一組稱為碳三植物（如小麥、大豆、棉花等），由其二氧化碳同化的最初產物為三碳化合物3-磷酸甘油酸而得名，約占所有植物物種的97%；另一組二氧化碳同化的最初產物是四碳化合物蘋果酸或天門冬氨酸，稱為碳四植物（如玉米、甘蔗等），主要起源于干旱熱帶地區。在二氧化碳濃度低的情況下，碳三植物由于二氧化碳補償點較高，不如碳四植物容易存活。科學家們原先估計，隨著大氣中二氧化碳含量增加，碳三植物會茁壯成長、擴大植被面積，而碳四植物不會。因此，生態學領域將大部分研究精力投注于能夠大量吸收大氣中二氧化碳的森林（碳三植物的集合）之上，并預測其面積會隨著二氧化碳濃度上升而大幅擴張。

但研究數據表明事實并非如此。《科學》雜志20日發布了美國明尼蘇達州一項長期生態田間試驗研究成果，稱暴露于較高二氧化碳濃度環境中的碳三植物，其生長速率僅會在最初的幾年里有所增加，而后會因氮、磷等營養物質供應有限而受阻；并且，在15至20年后，情況將會反轉——原先不被科學家們看好的碳四植物會更快生長。雖然關注植物在二氧化碳濃度相對較高環境中表現變化的長期試驗寥寥無幾，但已有數據顯示，存活于雙倍二氧化碳濃度環境中的碳四植物（溫暖干燥氣候帶的草原）在最初12年中生長無甚變化，卻在接下來8年里表現優異。

植物以意想不到的方式對大氣中二氧化碳的增加做出反應，或許由于其光合作用中的必需營養物質之一的氮的含量的增加，而科學家們尚未確定是生態環境中二氧化碳含量的增加，或土壤微生物成分的變化導致了這一反應。但能夠預見的是，該試驗數據顯示出溫暖干燥氣候帶草原在全球變暖的大環境中起到緩沖作用的巨大潛力，將對人類如何規劃全球草原的保護及恢復等產生深遠的影響。《自然》網站19日發文稱“光合作用不等于生長”，以往僅重視森林等碳三植物（因預測其會隨光合作用增加而加速生長）的局面或將有所改變。據悉，草原是地球上分布最廣的植被類型，分為熱帶草原、溫帶草原等多種，覆蓋了30%到40%的土地，尤其中國是世界上草原資源最豐富的國家之一。

另外，該試驗也提醒科學家們關注研究中的時間維度——無論是應對氣候變化，還是規劃未來農作物種植生產，抑或是考慮生態系統相關的其他問題時，都應將時間周期納入考慮。現時，科學家們并不清楚在人類應對氣候變化問題時，植物的緩沖作用還能保持多久，但至少，人類可以在眼下或短期的效率之外，對較長周期內效益保持等問題多作考量，提出相關倡議及規劃時也適當調整預測模型、放遠眼光。

（原標題：《科學》新研究稱 草原或可為人類應對氣候變化問題提供緩沖 全球變暖加速溫暖干燥氣候帶草原生長）