极端高温对太平洋西北地区的树木和植物构成新的威胁

2021年6月25日至7月2日，太平洋西北地区经历了一场破纪录的热浪，使通常温带的地区陷入了类似死亡谷的极端天气，对树木和人类造成了严重损失。

西雅图和俄勒冈州波特兰录得有史以来最热气温，分别达到108华氏度(42.2摄氏度)和116华氏度(46.6摄氏度)。在不列颠哥伦比亚省，利顿小镇的气温达到121华氏度(49.6摄氏度)。

据估计，所谓的“热穹”已导致俄勒冈州、华盛顿州和不列颠哥伦比亚省数百人死亡。

随着这场人类悲剧的展开，一场鲜为人知的生态悲剧也正在发生，科学家警告称，这场悲剧会对世界上的植物和依赖植物的许多动物物种产生可怕的影响。

在短短几天内，2021年的热穹使该地区树木的许多绿叶和针叶变成了橙色、红色和棕色。

但是，正如最近的研究表明的那样，树叶并不会在高温下简单地变干。相反，它经历了“广泛的灼烧”。

俄勒冈州立大学林学院教授、热对树木影响的首席研究员克里斯·斯蒂尔说：“很多叶子变红和变褐色只是因为叶子被煮熟了。这确实不是一个干旱的故事。”。

斯蒂尔是越来越多科学家的一部分，他们正在调查他们所说的对世界植物的一种新的、被严重低估的威胁：气候变化驱动的极端高温。

近年来，太平洋西北地区的科学家将10种本土树种的衰退与干旱联系起来。

在许多情况下，导致产量下降的条件被称为“热干旱”。

在高于正常气温的推动下，炎热干旱对树木的破坏性远大于单纯因缺乏水分而导致的干旱。炎热的干旱不仅使土壤变干，而且使土壤变得干燥。它们还会使空气变得干燥。这会给树木带来压力，并可能导致树木内部的载水组织崩溃，这一过程称为“水力衰竭”。

在今年早些时候发表在《树木生理学》杂志上的一篇论文中，斯蒂尔提出，热穹期间对该地区树木的损害主要是由热量和太阳辐射的直接损害引发的，而不是由极端高温引起的干旱间接造成的。

“我并不是想说干旱不是一个巨大而重要的因素，”斯蒂尔说。“但我认为，随着2021年热浪等事件变得更加普遍和强烈，重要的是要关注树木和其他植物对这些事件的反应，而不仅仅是干旱，干旱一直是主导范例。”

斯蒂尔的论点包括观察到“树叶烧焦”主要出现在树木和森林的南侧和西侧——这种模式遵循太阳穿过夏季天空的轨迹。

“基本上，整个森林就像被晒伤一样。这非常令人不安，”合著者、美国林务局航空调查项目经理丹尼尔·德平特(DanielDePinte)在飞机上观察到了这一现象。

德平特说，多种树种被烧焦，并指出，当从不暴露在阳光直射的方向观察相同的树木时，太阳所扮演的角色变得清晰起来。

2023年10月27日，星期五，俄勒冈州威拉米特国家森林中，树木测量仪周围的一棵花旗松树因热应激后因昆虫损害而死亡。科学家们正在调查他们所说的一种新的、被严重低估的威胁。世界植物：气候变化驱动的极端高温。图片来源：美联社照片/阿曼达·洛曼

“看起来森林破坏几乎消失了，”他说。

对于树木和其他植物来说，到底多热才算太热，是佛罗里达大学植物生态生理学家威廉·哈蒙德的研究重点。

哈蒙德称科学界目前对极端高温对植物影响的理解是一个令人担忧的“盲点”。

“有一件事是肯定的，我们对植物生存的干燥程度的了解比对炎热程度的了解要多得多，”他说。

根据《美国国家科学院院刊》2020年发表的一篇经常被引用的论文，在全球330,200种公认的陆地植物中，只有1,028种(不到1%)确定了科学家所谓的“热耐受性”。

哈蒙德说，没有一个温度限制适合所有植物物种，但一般来说，植物组织的极端损害发生在122华氏度(50摄氏度)左右。

“在这样的温度下，你可能会想‘哇，空气没有那么热’，但那是植物的温度，而不是空气的温度。而这些事情可能会有很大不同，”他说。

Still一直在追踪的事情到底有多么不同。

在热穹期间，他和同事记录到一棵花旗松树周围的气温达到112华氏度(约44摄氏度)，这是进行测量的森林有记录以来的最热温度。然而，由于暴露在阳光直射下，树针的温度达到了124华氏度(51.1摄氏度)。

斯蒂尔表示，这样的观察结果以及世界各地森林中的类似观察结果对一个常见的误解提出了质疑，即使在一些科学家中，这种误解也认为植物可以承受极端温度并比周围的空气保持凉爽，尤其是在获得水的情况下。

“植物可以在一定程度上控制温度，但如果温度足够高，有些植物即使有大量的水也无法度过，”他说。

哈蒙德根据他实验室的工作得出了同样的结论。哈蒙德说：“如果温度足够高，热应激就会杀死活的植物组织，即使它们有水。”

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