城市树木对高温的反应与森林不同，可能掩盖了气候影响

考虑到涉及的许多变量，准确预测气候变化的影响是很棘手的。为了预测世界变暖对植物生命的影响，一些研究人员研究了城市“热岛”，由于城市结构的影响，那里的温度一直比周围农村地区高出几度。这使得植物反应的并排比较成为可能

但麻省理工学院和哈佛大学的研究人员的一项新研究发现，至少对于森林来说，城市热岛是全球变暖的一个糟糕的替代品，这可能导致研究人员在某些情况下低估了变暖的影响。他们发现，这种差异与城市树种的遗传多样性有限有很大关系

这些发现发表在《美国国家科学院院刊》上，发表在麻省理工学院博士后Meghan Blumstein、土木与环境工程教授David Des Marais和其他四人的一篇论文中

Des Marais说：“这些城市温度梯度的吸引力在于，好吧，它已经存在了。”。他说：“我们无法展望未来，那么我们为什么不从空间上看，比较农村和城市地区呢？”因为这些数据很容易获得，所以比较城市中植物生长与城市外类似植物的方法已被广泛使用，并且非常有用

研究人员确实认识到这种方法的一些缺点，包括氮等一些营养素的可用性存在显著差异。尽管如此，“许多生态学家认识到它们并不完美，但这就是我们所拥有的，”他说

Des Marais团队的大部分研究都是基于实验室的，在严格控制温度、湿度和二氧化碳浓度的条件下进行的。他说，虽然有少数实验地点在野外改变了条件，例如在一棵或几棵树周围使用加热器，但“这些都是超小规模的”

“当你看到这些在空间上发生的长期趋势比你可以合理操纵的要大得多时，一个重要的问题是，你如何控制变量？”

温度梯度为这个问题提供了一种方法，但Des Marais和他的学生也一直专注于所涉树种的遗传学，将城市中采样的树种与附近天然林中采样的相同树种进行比较。事实证明，即使在看起来相似的树木之间，也存在差异

“所以，你看，你认为你的模型中只有一个变量发生了变化，那就是从城市到农村的温差，”他说，“但事实上，看起来还有一种基因型多样性没有被考虑在内。”

遗传差异意味着所研究的植物不能代表自然环境中的植物，研究人员发现这种差异实际上掩盖了变暖的影响。他们发现，在春季植物叶子生长和展开或“长出叶子”的时间方面，城市树木受到的影响比自然树木小。

该项目始于疫情封锁期间，当时Blumstein还是一名研究生。她获得了一笔资助，用于研究新英格兰地区的红橡木基因型，但由于封锁，她无法旅行。因此，她专注于马萨诸塞州剑桥市触手可及的树木。然后，她与在马萨诸塞州中部农村的哈佛森林进行研究的人合作

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他们从这两个地点收集了三年的数据，包括温度分布、落叶时间和树木的遗传特征。尽管这项研究专门针对红橡树，但研究人员表示，这些发现可能广泛适用于树木

当时，研究人员刚刚对橡树基因组进行了测序，这使得Blumstein和她的同事能够寻找这两个地点的红橡树之间的细微差异。他们发现的差异表明，城市树木比自然环境中的树木更能抵抗高温的影响

Des Marais说：“最初，我们看到了这些结果，我们有点像，哦，这是一件坏事。”。“生态学家对热岛效应的理解是错误的，这是真的。”幸运的是，通过考虑基因组数据，可以很容易地纠正这一点

“这并不是更多的工作，因为基因组测序是如此便宜和简单。现在，如果有人想研究城乡梯度并做出这种预测，那很好。你只需要添加一些关于基因组的信息。”

他说，这种遗传变异的存在并不奇怪，因为几十年来种植者通过反复试验了解到哪些品种的树木往往在困难的城市环境中茁壮成长，这些环境通常是贫瘠的土壤、排水不良和污染。Des Marais说：“因此，我们城市中的树木没有太多的遗传多样性。”。当政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布其关于气候状况的定期报告时，“IPCC预测未来气候变化对温度的反应的工具之一是这些城市到农村的梯度。”他希望这些新发现将被纳入他们刚刚起草的下一份报告中。“如果这些结果在红橡树之外普遍成立，这表明研究植物对温度反应的城市热岛方法低估了这种反应的强度。”