我们的树木和森林神秘的内部运作方式是一个吸引自然爱好者和研究人员的主题。也许现在比以往任何时候都更重要,因为人们普遍认识到,全球各地的树木在控制主要温室气体方面是一种无声但强大的力量。

这一切都始于树木通过树叶的气孔从大气中吸收碳,并在光合作用过程中使用它。在树叶中,太阳能、二氧化碳和水被转化为氧气和葡萄糖。由此产生的葡萄糖被进一步制造成淀粉和纤维素,作为细胞创造、生长和修复的基石。树木从大气中吸收的碳被融入到树木的结构中——融入到构成其独特形态的木材、树叶和根中。随着时间的推移,树叶、树枝,最终整个树木都倒在了地上,它们结构中包含的一部分碳被吸收并储存在土壤层中,还有一部分通过分解返回到大气中。树木和土壤吸收和储存碳的过程被认为是碳固存。

虽然全球其他地区的树木全年都在积极进行光合作用并参与碳的封存,但在北半球的大部分地区,树木在生长季节之外会进入休眠期。休眠是由环境条件触发的,比如白天长度和温度的变化,导致能量消耗和生长放缓或完全停止(1)。和冬眠的动物一样,树木的休眠是一段休息的时间,也是抵御严酷冬季条件的重要防御措施。

在加拿大,生长季节的长度因此,根据地理和环境条件,冬眠的时间会因地区而异。例如,温带太平洋海岸的生长季节(141-160天)比大草原西北森林的生长季节(101-120天)长几周到几个月(2)。

有趣的是,研究人员发现,当地下温度高于0°C时,根系可以继续生长。人们认为,这种在冬天继续在地下生长的能力有助于保护针叶树不被晒干,并为来年春天的温暖生长季节做好准备。

因此,尽管树的其他部分处于休眠状态,但在冬季,根系可能会有一些微小的生长,很可能是利用了之前春夏两季的葡萄糖。一棵树才能真正吸收二氧化碳2它需要树叶的光合作用,正如我们在公园和街道上观察到的,树枝在休眠期间更有可能积满雪。虽然通过转化现有的葡萄糖储备可能会有一些碳的储存,但新的碳的储存需要光合作用,而光合作用几乎完全集中在生长季节。

这种季节性变化对碳封存的影响是不可低估的!它实际上影响了全球大气中CO的浓度2经典的林曲线.这条曲线清楚地显示了北方森林呼吸作为CO的季节波动2由于植物的光合作用,水平在北半球冬季(大部分土地和森林覆盖)增加,在春季和夏季呼吸高峰时下降(4)。亚博游戏登录首页APP

虽然冬天的碳封存问题的答案不是直截了当的,但毫无疑问,我们北方的树木会在初春的时候迅速行动起来,对全球产生巨大的影响!

参考文献

  1. Singh等人(2016)https://www.researchgate.net/publication/311247583_Photoperiod-_and_temperature-mediated_control_of_phenology_in_trees_-_a_molecular_perspective
  2. 加拿大自然资源https://www.nrcan.gc.ca/sites/www.nrcan.gc.ca/files/forest/length_growing_season_1951_2010_3000.jpg
  3. https://northernwoodlands.org/articles/article/what_do_tree_roots_do_in_winter
  4. https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/