根據今天發表在《自然》雜誌上的一項研究，大氣中二氧化碳含量的上升可能正在延長草和其他植物的生長季。
之前的研究已經記錄了世界許多地區生長季的延長。在美國，自 1900 年以來，最後一次春季霜凍和第一次秋季冰凍之間的時間已經增加了近兩週；在歐洲，一項針對 540 多種植物的研究發現，平均而言，從 1971 年到 2000 年，開花等春季事件提前了大約一週，而秋季的開始則推遲了大約四天。
長期以來，這種轉變歸因於氣溫升高。但二氧化碳也發揮了作用，科羅拉多州杜蘭戈的劉易斯堡學院的生態系統生態學家、研究合著者海蒂·斯特爾策說。
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漫長的夏季
斯特爾策和同事在五年內檢查了懷俄明州的草原。他們將一些實驗樣地（每個樣地約 8.5 平方米）加熱到白天比正常溫度高 1.5°C，晚上比正常溫度高 3°C。研究人員還將其他一些樣地暴露於比正常水平高 1.5 倍的二氧化碳水平下，並將一些樣地同時暴露於升高的二氧化碳和更高的溫度下——這些條件類似於政府間氣候變化專門委員會概述的某些氣候情景下到 2100 年預計會出現的條件 概述。
研究人員跟蹤了六種常見的草和灌木的葉子和花朵首次出現的時間、種子成熟的時間以及葉子變黃的時間。結果因物種和年份而異。但平均而言，在他們加熱的樣地中，生長季延長了 6.2 天，而在他們既加熱又暴露於升高二氧化碳的樣地中，生長季延長了 14.2 天。
科學家們之前已經觀察到，新增額外的二氧化碳可以增加植物的生長——至少是暫時的，直到缺乏氮等其他營養物質開始限制生長。但這是第一項估計增加二氧化碳對生長季長度影響的研究。“以前沒有人量化過它，部分原因是它很難量化，”斯特爾策說。
節約用水
隨著二氧化碳水平的升高，葉片中稱為氣孔的小呼吸孔會閉合，這也阻止了水分流失。“當您處於像懷俄明州這樣缺水的地區時，生長季的開始是在天氣變暖時，但生長季的結束通常是在您耗盡水分時，”蒙大拿大學米蘇拉分校的生態學家史蒂文·跑步說。升高的二氧化碳水平有助於節約用水，並將生長季延長到更晚的時間。跑步預計，這一結果在任何缺水地區都適用，包括大多數草原和許多森林。
田納西州橡樹嶺國家實驗室的生態系統生態學家理查德·諾比說，對於某些物種來說，季節延長效果的大小尤其顯著，但他警告說，並非所有地點都會看到相同的效果。例如，他在田納西州楓香樹林中的研究表明，升高的二氧化碳並沒有產生季節延長效果。
諾比說，懷俄明州的結果不一定對農業都是好訊息。較高水平的二氧化碳可能會導致開花植物與蜜蜂等傳粉媒介的生命週期不同步，或者使某些雜草更加普遍。
““他們看到了不同物種之間非常不同的影響，所以你肯定會看到贏家和輸家，”跑步說，他預測氣候變化可能會徹底改變草原的物種組成。他指出，這些物種之間不同的反應也將使模擬氣候對植物的影響以及植物反過來如何影響氣候的任務變得複雜。”
本文經《自然》雜誌許可轉載。該文章於 2014 年 4 月 23 日首次發表。