一项新的研究中，科学家们表示，一个描述水如何通过植物移动的著名科学原理可以帮助解释为什么随着地球变暖，树木可能会难以生存。
该研究利用一个名为达西定律的方程式，还帮助解释了为什么像加州红杉这样的标志性巨型树木可能特别容易受到气温上升的影响。这个概念在一篇本月发表在《自然气候变化》期刊上的论文中进行了概述。
第一作者，洛斯阿拉莫斯国家实验室地球与环境科学部的研究员内森·麦克道尔解释说，植物的维管系统可以比作一束吸管，这意味着水通过张力从根部移动到枝条。
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大气将水通过植物系统拉上来，“空气越温暖干燥——这正是气候变化正在做的事情——它正在增加蒸发需求，”麦克道尔说。“空气越温暖，它能容纳的水就越多，因此它会更用力地吸那些吸管。”
为了防止脱水，植物开始关闭它们的气孔——叶片中吸收二氧化碳的开口。
但麦克道尔说，当气孔在干旱期间关闭时，它们就无法有效地进行光合作用，从而阻止了树木利用大气中更多的二氧化碳。
“这就像嘴上贴着胶带去自助餐一样，”麦克道尔说。
麦克道尔解释说，当然，较高的树木比矮的树木有更长的“吸管”在系统中移动水分，这意味着它们必须更多地关闭气孔，从而导致植物承受更大的压力。
因此，该研究指出，达西定律表明，“灌木状、低矮的植物最有可能生存，而高大、古老的森林特别容易受到气候变暖的影响。”
树木的间伐或辅助迁移是否有帮助？
该论文发表之际，森林调查员正在报告加州干旱地区出现大范围的树木死亡。科学家多年来一直表示，更热、更干燥的条件将对美国西部的森林造成影响（气候电讯，5月11日）。
但麦克道尔表示，重要的是要注意到，他的论文的影响不仅仅适用于今天当前的干旱热点地区。
“这篇论文的重点是，在全球范围内，各地的温度都在上升，”他说。
由于达西定律适用于所有植物，世界各地的高大树种都可能容易受到气候变化的影响。这包括美国西南部以外的许多地区，以及其他科学家已经相当确定森林生态系统可能会遭受损失的地区。
麦克道尔和他的合著者，美国地质调查局的克雷格·艾伦，为试图找出如何在气温上升时帮助树木生存的森林管理者提出了一些想法。
一个建议是“辅助迁移”，或者在更高、更靠北的地点种植那些已经适应在更靠南、地势较低的地方生活的树木基因型，因为这些植物已经更能适应更热的条件。
该论文中概述的另一个想法是森林的间伐，这可以降低林分的密度，从而为剩余的树木提供更多的水。
“即使是传统上不经常受到干扰的森林——因此通常不进行间伐——当出现极端干旱条件时，也可能受益于合理的林分密度减少，这可能包括较湿润地区的森林，”该研究指出。
但艾伦表示，由于森林管理是一项针对特定地点的活动，因此在许多生态系统中进行树木间伐是不合适的，因此将其作为从高温中拯救树木的策略需要根据具体情况进行评估。
“这绝不是一概而论地要求间伐所有森林，”艾伦说。
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