极端气候事件如热浪和干旱,会影响陆地生态系统固碳能力。近日,法国INRA和CNRS研究人员在蒙彼利埃生态气候室进行了一次大规模实验来研究这个问题。利用永久性山地草原样方,他们得到了一个意想不到的发现:大气中的CO2水平升高,有助于草原从极端气候事件中恢复并限制水分胁迫带来的负面影响。本文在线发表在PNAS上,它充分检验了研究气候变化时生态系统相互作用的重要性。
从现在到本世纪末,由于气候变化的结果,法国将经历一个极端气候事件数量和严重程度的增加时期,如热浪和干旱。这些事件将会对生态系统产生负面影响,尤其是法国奶牛和肉牛的重要资源--草原对干旱敏感。例如,因为富含碳的有机质可能会流失,所以土壤质量可能会下降。
然而,讽刺的是,大气中CO2水平的升高可能会帮助缓和气候变化的负面影响。事实上,植物需要二氧化碳用于光合作用。天然气也有助于提高植物的耐旱性,有助于土壤有机质的积累。即使直到最近,极端气候事件中较高水平CO2带来的好处是否会一直保持仍然不得而知。然而,INRA和CNRS的研究人员已经发现答案,他们在蒙彼利埃城市生态气候室进行了大规模的实验。在法国奥弗涅地区取了48个面积1m2、深度60cm的山地草原大样本。然后,他们进行不同的实验处理,以测试温度、降雨、大气中CO2和严重干旱、热出现与否的影响。对目前和2050年发生热和干燥条件进行了预测比较。
研究表明,干旱和热浪模拟期间,大气中的CO2水平的升高,有助于缓冲草原植物种受到的水热胁迫影响,使他们能够保持生理功能。根系生长受到刺激,允许植物从土壤中获取更多的水分和养分,一旦外部条件恢复正常就会促进再生。
当涉及到净碳同化时,研究人员发现,与CO2水平增加的相关好处完全抵消了极端气候事件带来的负面影响。结果表明,在研究气候变化的潜在影响时,充分调查生态系统的相互作用是至关重要的。结果还表明,大气中的二氧化碳水平的增加,可以提高土壤有机质和草原生态系统的应变能力,从而限制了干旱和热浪对畜牧业系统的影响。然而,这些研究结果并非针对反复的极端事件导致的累积影响,这是需要使用建模方法加以检验的问题。