為了更清楚地描繪全球氣候變化將如何影響地球生態(tài)系統(tǒng)，一個由 80 名國際研究科學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)著手完成一項(xiàng)無與倫比的實(shí)驗(yàn)：迫使世界上唯一的封閉雨林——位于亞利桑那大學(xué)生物圈 2 中——通過四長達(dá)一個月的受控干旱和恢復(fù)。
他們的研究結(jié)果于本周發(fā)表在《科學(xué)》雜志上，顯示雨林的碳儲存量下降了大約 70%——這說明了人們對隨著氣候變化的進(jìn)展森林從大氣中捕獲和儲存二氧化碳的能力的擔(dān)憂。然而，人們發(fā)現(xiàn)一個由水資源利用策略和土壤相互作用構(gòu)成的錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)支持森林在面臨極端干旱時(shí)的穩(wěn)定性。
“森林是，在某些方面，驚人的彈性旱情，”勞拉梅雷迪思，對項(xiàng)目三根導(dǎo)線中的一個，并在助理教授自然資源學(xué)院和環(huán)境的農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)學(xué)院。
生物圈 2 的玻璃封閉熱帶雨林在七個網(wǎng)球場大小的區(qū)域內(nèi)容納了 90 種植物，使研究人員能夠模擬完整的生態(tài)系統(tǒng)干旱。
這項(xiàng)名為“水、大氣和生命動力學(xué)”的實(shí)驗(yàn)——或 WALD，在德語中是“森林”的意思——旨在捕獲整個干旱和再濕過程中可能的每一點(diǎn)數(shù)據(jù)。在大約 3 英畝的熱帶雨林中放置了近 2 英里的聚四氟乙烯管和超過 133 個傳感器，以同時(shí)收集從大氣和植被中的碳庫到微生物組和深水土壤過程的所有內(nèi)容的測量值。
“我們使用穩(wěn)定同位素來追蹤碳和水在正常條件和嚴(yán)重干旱下通過生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)動，這揭示了令人驚訝的植物生態(tài)系統(tǒng)相互作用，”梅雷迪思說。“重要的是，個別植物對干旱的反應(yīng)并不完全相同。有些植物對干旱高度敏感，并迅速減緩其關(guān)鍵的碳和水循環(huán)以確保安全，而另一些植物則更能耐受干旱，即使在風(fēng)險(xiǎn)更大的情況下也能保持其功能干旱條件。”
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