根据今天发表在《自然》杂志上的一项研究，大气中二氧化碳含量的上升可能正在延长草和其他植物的生长季。
之前的研究已经记录了世界许多地区生长季的延长。在美国，自 1900 年以来，最后一次春季霜冻和第一次秋季冰冻之间的时间已经增加了近两周；在欧洲，一项针对 540 多种植物的研究发现，平均而言，从 1971 年到 2000 年，开花等春季事件提前了大约一周，而秋季的开始则推迟了大约四天。
长期以来，这种转变归因于气温升高。但二氧化碳也发挥了作用，科罗拉多州杜兰戈的刘易斯堡学院的生态系统生态学家、研究合著者海蒂·斯特尔策说。
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漫长的夏季
斯特尔策和同事在五年内检查了怀俄明州的草原。他们将一些实验样地（每个样地约 8.5 平方米）加热到白天比正常温度高 1.5°C，晚上比正常温度高 3°C。研究人员还将其他一些样地暴露于比正常水平高 1.5 倍的二氧化碳水平下，并将一些样地同时暴露于升高的二氧化碳和更高的温度下——这些条件类似于政府间气候变化专门委员会概述的某些气候情景下到 2100 年预计会出现的条件 概述。
研究人员跟踪了六种常见的草和灌木的叶子和花朵首次出现的时间、种子成熟的时间以及叶子变黄的时间。结果因物种和年份而异。但平均而言，在他们加热的样地中，生长季延长了 6.2 天，而在他们既加热又暴露于升高二氧化碳的样地中，生长季延长了 14.2 天。
科学家们之前已经观察到，添加额外的二氧化碳可以增加植物的生长——至少是暂时的，直到缺乏氮等其他营养物质开始限制生长。但这是第一项估计增加二氧化碳对生长季长度影响的研究。“以前没有人量化过它，部分原因是它很难量化，”斯特尔策说。
节约用水
随着二氧化碳水平的升高，叶片中称为气孔的小呼吸孔会闭合，这也阻止了水分流失。“当您处于像怀俄明州这样缺水的地区时，生长季的开始是在天气变暖时，但生长季的结束通常是在您耗尽水分时，”蒙大拿大学米苏拉分校的生态学家史蒂文·跑步说。升高的二氧化碳水平有助于节约用水，并将生长季延长到更晚的时间。跑步预计，这一结果在任何缺水地区都适用，包括大多数草原和许多森林。
田纳西州橡树岭国家实验室的生态系统生态学家理查德·诺比说，对于某些物种来说，季节延长效果的大小尤其显著，但他警告说，并非所有地点都会看到相同的效果。例如，他在田纳西州枫香树林中的研究表明，升高的二氧化碳并没有产生季节延长效果。
诺比说，怀俄明州的结果不一定对农业都是好消息。较高水平的二氧化碳可能会导致开花植物与蜜蜂等传粉媒介的生命周期不同步，或者使某些杂草更加普遍。
““他们看到了不同物种之间非常不同的影响，所以你肯定会看到赢家和输家，”跑步说，他预测气候变化可能会彻底改变草原的物种组成。他指出，这些物种之间不同的反应也将使模拟气候对植物的影响以及植物反过来如何影响气候的任务变得复杂。”
本文经《自然》杂志许可转载。该文章于 2014 年 4 月 23 日首次发表。