撰文：本·特纳                             2023年8月25日

薄雾笼罩在婆罗洲丹努姆山谷龙脑花雨林的上层树冠上。（图片：Steven Bloom Images via Alamy）

一项新的研究警告说，气候变化可能会逐渐使世界热带森林变得太热，无法进行光合作用，并可能最终导致其崩溃。

利用从国际空间站（ISS）收集的数据，科学家们发现，热带森林中一小部分仍在生长的树叶，正接近树叶光合作用的最高温度阈值。

超过热带树木光合机制开始失效的平均临界温度为116华氏度（46.7摄氏度），目前，每年只有0.01%的叶片超过这一临界温度。但科学家警告说，气温上升7.2华氏度（4摄氏度），可能会使热带森林中的树木超过临界点，导致大规模死亡。

研究人员在周三（8月23日）发表在《自然》杂志上的一项研究中报告称，如果这种情况发生，将给地球的气候系统和生物多样性带来灾难。

北亚利桑那大学生态信息学副教授克里斯托弗.道蒂，在周一（8月21日）的新闻发布会上表示：“从我们的角度来看，这种非线性趋势令人担忧。所以，比如说，你把空气加热2、3摄氏度[3.6至5.4华氏度]，这些叶子的实际上层温度就会上升8摄氏度；14.4华氏度]。尽管目前有一小部分树叶正在这样做，但我们的最佳猜测是，气温上升4摄氏度可能会对某些热带森林造成一些严重问题。”

如何测量雨林的温度

热带雨林是我们地球的重要区域。它们占地30亿英亩（12亿公顷），约占地球表面积的6%，是世界上一半动植物物种的家园。它们也是世界淡水的重要储存地，仅亚马逊盆地就储存了五分之一的淡水。雨林中的光合作用产生了地球32%的氧气，每年从大气中吸收数十亿吨二氧化碳，有助于稳定全球气候。

为了绘制世界热带森林的温度图，研究人员求助于国际空间站上的，生态系统太空热辐射计实验（ECOSTRESS）传感器。

科学家们将2018年至2020年的ECOSTRESS温度读数，与南美洲、中非和东南亚热带雨林的红外传感测温仪进行的，数千次地面测量相结合。

综合这些结果显示，冠层平均温度的峰值在93.2华氏度（34摄氏度）左右，有一小部分超过104华氏度（40摄氏度）。此外每个季节，0.01%的叶片都超过了临界温度，超过临界温度，它们的光合作用可能会停止，导致死亡。

这个数字听起来可能无关紧要，但研究人员指出，它可能会迅速增加。“虽然这个数字很小，但它有很大的影响——它不会达到0.01到0.02。加州查普曼大学环境科学副教授约书亚·B·费舍尔在新闻发布会上说：“它将非线性地跳跃，增长速度可能会更快。”

通过在3.6、5.4和7.2华氏度（2、3和4摄氏度）的升温下进行实验室叶片实验，研究人员发现，一些叶片周围的温度峰值远高于空气温度，高达14.4华氏度（8摄氏度）。

科学家们将这些峰值温度代入一个数学模型中，发现树叶周围的空气温度平均升高7华氏度（3.9摄氏度），会导致那些最暴露在高温下的树叶的，携带水的气孔被树堵住，导致它们死亡。这引发了级联效应，增加了剩余叶片周围的温度，并可能杀死它们、及其树枝和整株树。

道蒂说：“如果你有10%的树叶死亡，整个树枝会更温暖，因为树枝的关键部分无法再冷却更多的树枝。同样，当一棵树死亡时，你可以在整个森林中做出这样的假设。”

然而，尽管有这些发现，科学家们还是乐观地认为，人类有足够的时间来控制排放，避免热带森林的潜在临界点。

费舍尔说：“这只是一个潜在的关键点的一瞥。这并不是说热带森林明天就会变成稀树草原。如果你考虑人类健康，你想知道自己是否生病或患有癌症，这样你就可以在癌症发生之前应对它。”