研究發(fā)現(xiàn) 植物生理學(xué)將是未來河流洪水的主要因素

下次河水泛濫時(shí)，不要只怪雨云。加州大學(xué)爾灣分校的地球系統(tǒng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)罪魁禍?zhǔn)祝憾嗳~植物。

在今天發(fā)表在《自然氣候變化》上的一項(xiàng)研究中，UCI研究人員描述了生態(tài)生理學(xué)在河岸洪水中的新興作用。為了適應(yīng)大氣中過量的二氧化碳，樹木，植物和草類會(huì)壓縮其氣孔，以調(diào)節(jié)其消耗的氣體量，這種機(jī)制限制了水分通過蒸發(fā)從葉片中釋放出來。

這項(xiàng)研究的合著者，UCI地球系統(tǒng)科學(xué)助理教授Mike Pritchard說：“植物在節(jié)水的環(huán)境中通過水分豐富的植物獲得了更高的節(jié)水效率，并減少了地下土壤水分的泄漏。” “在陽光充足，多葉的地方，尤其是熱帶地區(qū)，將數(shù)十億片葉子加起來，這意味著地下儲存了更多的土壤水分，以至于氣候模型預(yù)測降雨事件將使地面飽和，更多的降雨將奔向河流。”

普里查德說，在大多數(shù)人居住的赤道南北30度的大部分土地上，這種所謂的森林效應(yīng)主導(dǎo)著大氣對CO 2的響應(yīng)。他指出，這種植物性現(xiàn)象可能會(huì)對密西西比河流域的洪水產(chǎn)生重大影響。

普里查德說：“我對密西西比州真的很感興趣，因?yàn)樗谖覀冏约旱膰液笤骸?rdquo; “這是一個(gè)大型的，復(fù)雜的盆地，有多種來源供食，但看起來像東海岸的春雨，而阿巴拉契亞人由于植物生理的這些作用而更有效地流失，導(dǎo)致了較早的高峰流出。密西西比州比正常情況更有意義，這實(shí)際上是有道理的。春雨可以使流失更容易。”

他說，美國東南部植物生理的雙重影響以及密西西比河流域更北端的大氣變暖所引起的降水異常，“都確實(shí)在密謀統(tǒng)一未來的洪水統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。”

首席作者梅根·福勒(Megan Fowler)是前UCI地球系統(tǒng)科學(xué)研究生來自全球變暖或大氣中更多CO 2的其他影響-實(shí)際上，這是低緯度植被生理對空氣中碳含量增加的反應(yīng)，而碳含量在河流動(dòng)力學(xué)中起著舉足輕重的作用。” 自獲得博士學(xué)位以來 在今年早些時(shí)候的UCI上，F(xiàn)owler成為科羅拉多州博爾德市環(huán)境科學(xué)研究合作研究所的博士后研究員。

該小組使用了廣泛可用的工具得出結(jié)論：由美國國家大氣研究中心和美國能源部的研究人員開發(fā)的，提供顆粒狀河流流量數(shù)據(jù)的流體動(dòng)力學(xué)模型和世界上最受歡迎的地球系統(tǒng)模型。

普里查德說：“這些都不是不尋常的工具。” “他們只是碰巧以前沒有以這種方式聯(lián)系在一起。”

該研究的一種不常見的方法是將植物生理效應(yīng)與溫度效應(yīng)隔離開?？茖W(xué)家們進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中，他們增加了葉片上的CO 2含量，并進(jìn)行了其他實(shí)驗(yàn)，其中他們將氣體添加到了大氣中以使變暖發(fā)生。然后他們共同努力確定這些因素對結(jié)果的相對貢獻(xiàn)。

普里查德說：“這些都是親手做的實(shí)驗(yàn)，這是擁有氣候模型的全部要點(diǎn)。” “在自然界中，無法通過升高大氣中的CO 2來區(qū)分溫度和葉片生理的影響，但我們可以使用我們的模型相當(dāng)成功地做到這一點(diǎn)。”

在氣候研究界，由于他在云，湍流和降雨的物理學(xué)方面的研究而聞名，他說：“但是現(xiàn)在，我意識到解決不確定性，例如熱帶生態(tài)系統(tǒng)中氣孔效應(yīng)的實(shí)際大小-實(shí)地實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是稀疏—可能同樣重要。與受到衛(wèi)星數(shù)據(jù)約束的云層和降雨問題相比，在審查方面，這可能滯后了。也許是時(shí)候?qū)⑵浣档降厍蛄恕?rdquo;