大气中的二氧化碳浓度正在迅速上升,对气候产生了许多负面影响。然而,正如WUR的科学家所发现的那样,也有积极的影响:在过去的一个世纪里,额外的二氧化碳导致热带树木的光合作用更有效
这是个好消息,因为更高效的热带森林可以吸收更多的二氧化碳,有助于减缓气候变化。这一发现来自一种新的研究方法,该方法使科学家能够分析100年前二氧化碳的影响
在这项研究中,科学家们使用空心钻从澳大利亚、泰国和孟加拉国的红雪松中采集了木材样本。这种钻头从树上提取了一块圆柱形木材,露出了它的年轮。这项研究发表在《新植物学家》杂志上
“从这样的样本中,你不仅可以知道这棵树长了多少,而且它还可以作为一种时间胶囊,显示这棵树在特定年份的功能,”该研究的主要作者Sophie Zwartsenberg解释道。“这些信息编码在木材的化学成分中,我们对此进行了详细分析。”
碳、氧和糖通过对树木年轮的化学分析,研究人员能够确定过去一个世纪树木通过光合作用产生糖的效率。糖是树木和植物的主要能源。没有糖,树就不能生长或生存
光合作用取决于空气中的二氧化碳含量。当二氧化碳水平较低时,负责捕获二氧化碳的酶更容易出错,并意外地与氧气(O₂)结合
“你可以把它比作一袋弹珠,”博士候选人Zwartsenberg说,“如果有许多二氧化碳球与氧气混合,酶更有可能吸收二氧化碳。但如果它失败了,转而吸收氧气,这棵树就会浪费能量而不产生任何糖。这个过程被称为光呼吸,与光合作用不同。“光合作用的增加对树木有益,因为多余的糖可用于维护和生长。它对人类也有益,因为光合作用速率更高的树木会从空气中去除更多的二氧化碳。
该团队进行的化学分析是在瑞典一所大学进行的。在那里,研究表明,通过光合作用(与二氧化碳结合后)形成的糖分子与光呼吸(与氧气结合)后形成的糖的结构略有不同。这是使用一个用磁场分析木屑的大型设备来测量的。
Zwartsenberg解释说:“这就像一台巨大的核磁共振机器。“
一个世纪的效率提高通过使用磁场测量树木年轮中糖分子的形状,研究人员表明光合作用的效率明显提高。研究小组还发现,小树比大树更有效率。
“这是我们第一次能够证明在自然条件下生长的成熟树木中额外的二氧化碳的影响,”Wageningen教授和合著者Pieter Zuidema说。
”长期以来,温室对小植物的研究已经知道二氧化碳对光合作用的积极影响。光合作用和光呼吸之间的平衡已经转向光合作用,这一事实意味着热带森林一个世纪以来一直在生产更多的糖。然而,问题仍然存在,树木将这些额外的糖投资在哪里。其他研究表明,在大多数情况下,它们不会形成更宽的树木年轮。这将是下一步。p
Journal information: New Phytologist
Provided by Wageningen University
2025-03-14
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