多样化的植物用水策略使森林更能抵御极端干旱

为了更清楚地描绘全球气候变化将如何影响地球生态系统，一个由 80 名国际研究科学家组成的团队着手完成一项无与伦比的实验：迫使世界上唯一的封闭雨林——位于亚利桑那大学生物圈 2 中——通过四长达一个月的受控干旱和恢复。

他们的研究结果于本周发表在《科学》杂志上，显示雨林的碳储存量下降了大约 70%——这说明了人们对随着气候变化的进展森林从大气中捕获和储存二氧化碳的能力的担忧。然而，人们发现一个由水资源利用策略和土壤相互作用构成的错综复杂的网络支持森林在面临极端干旱时的稳定性。

“森林是，在某些方面，惊人的弹性旱情，”劳拉梅雷迪思，对项目三根导线中的一个，并在助理教授自然资源学院和环境的农业与生命科学学院。

生物圈 2 的玻璃封闭热带雨林在七个网球场大小的区域内容纳了 90 种植物，使研究人员能够模拟完整的生态系统干旱。

这项名为“水、大气和生命动力学”的实验——或 WALD，在德语中是“森林”的意思——旨在捕获整个干旱和再湿过程中可能的每一点数据。在大约 3 英亩的热带雨林中放置了近 2 英里的聚四氟乙烯管和超过 133 个传感器，以同时收集从大气和植被中的碳库到微生物组和深水土壤过程的所有内容的测量值。

“我们使用稳定同位素来追踪碳和水在正常条件和严重干旱下通过生态系统的运动，这揭示了令人惊讶的植物生态系统相互作用，”梅雷迪思说。“重要的是，个别植物对干旱的反应并不完全相同。有些植物对干旱高度敏感，并迅速减缓其关键的碳和水循环以确保安全，而另一些植物则更能耐受干旱，即使在风险更大的情况下也能保持其功能干旱条件。”

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