研究人员希望新发现能够改善全球和区域气候模型,帮助森林和植被管理,并对作物产量和气候变化对农业的影响提供更准确的预测。
猴子拼图树的叶子寿命超过20年,而生长在中国贡嘎山的云杉树可以存活数千年。尽管生长条件恶劣,但这些树生长缓慢,它们的叶子通常平均持续 20 年。
相比之下,枫叶只能存活一个季节,而蓝莓叶的寿命只有三个月。
那么,是什么决定了树叶的寿命呢?
这个表面上简单的问题的答案今天在《科学进展》杂志上的一篇论文中报道,该论文由来自中国,英国,日本,挪威,美国和澳大利亚的国际研究人员组成。
“这完全与植物面临的经济选择有关,”第一作者,来自北京清华大学的Han Wang博士说。
“我们已经知道,针叶树和其他常绿树木离两极越近,叶子就越长寿,”她说。“落叶树则相反。它们最持久的叶子是在热带地区发现的。
“我们知道长寿的叶子往往更坚韧、更厚,建造成本更高。
“现在,我们已经确定了起作用的主要环境因素,并将它们总结为两个方程,”她说。“这些叶子经济性状是碳循环和养分经济的基础。
该团队使用来自数百个生态系统的数千个物种的数据测试了他们的方程,这些数据来自中国植物性状数据库和全球植物性状网络。
“每个物种基本上都在最大限度地利用碳吸收的最佳方式上下注,”麦考瑞大学和西悉尼大学的共同作者Ian Wright教授说。
“在冬季漫长寒冷的地区,生长在贫瘠土壤中的常绿针叶树只有在对叶子进行长期投资的情况下才能茁壮成长。而落叶树,如枫树,竞相在夏天的阳光下长出新的叶子,在秋天的落叶之前捕获碳,“他说。“对于枫树来说,经济上合理的决定是投资快速生长,便宜但脆弱的叶子。
植物在进化过程中经历了气候的深刻变化。冰川作用和最近地质时期的其他重大,有时是快速的变化导致了植被的重大变化。人类对气候的影响和对植被的直接影响正在增加塑造植物群落的力量,其方式仍然只有部分了解。
研究人员提出,这项研究不仅将解释今天生长的地方,而且还将生态学转变为一门预测科学,它将:
实现更好、更准确的全球和区域气候模型
使土地管理者能够更好地模拟森林和其他植被,并预测气候变化将如何影响生态系统
可以更好地估计作物产量和气候变化对农业的影响。