盛夏的樹林在熱浪灼燒下宛如秋天,炙熱高溫下,生長在戶外的植物如何生存下去?2022年8月,華南國家植物園開展“極端高溫下的植物生存大調(diào)查”,廣州日報獨(dú)家采訪研究團(tuán)隊(duì),了解華南國家植物園對植物保護(hù)的舉措。而今一年過去,相關(guān)研究人員仍在高溫下探索植物在全球氣候劇烈變化下的生存之道。記者通過回訪獲悉,近日隨高溫天逐步“下線”,“高溫小組”長達(dá)一年的研究成果也逐漸“浮出水面”。
(資料圖片)
↑盛夏的樹林本應(yīng)郁郁蔥蔥,熱浪灼燒下卻宛如秋天(2022年8月劉慧攝于重慶萬州太白巖頂公園)
調(diào)查發(fā)現(xiàn)高溫下銀杏、水杉及楓樹類最易枯死
近年來,極端氣候現(xiàn)象較以往顯著增加。不僅我國國內(nèi),全球多個城市和地區(qū)都遭遇了極端高溫干旱,其中高溫干旱屢次打破了多個歷史氣象記錄。
為做好森林植物和植物園植物耐旱耐熱的研究,去年8月,華南國家植物園推出“極端高溫下的植物生存大調(diào)查”,其中網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查部分在全國范圍內(nèi)展開。
“調(diào)查一共持續(xù)了15天,在全國范圍內(nèi)最終收獲了313份來自21個省市和134個縣區(qū)的調(diào)查問卷數(shù)據(jù),向我們呈現(xiàn)了一副全國植物高溫下受損的圖像。”中國科學(xué)院華南植物園生態(tài)與環(huán)境科學(xué)研究中心植物生理生態(tài)學(xué)研究組劉慧副研究員是調(diào)查活動的組織者之一,她告訴記者,在來自成都、重慶、南京、上海、杭州和長沙的數(shù)據(jù)中,充滿了“葉片卷曲、焦脆、枯黃”“地上的草全部枯死”“樹下厚厚的落葉”“小區(qū)植物死亡率超過20%”“葉片枯死率達(dá)到70%甚至90%”等這類描述,其中出現(xiàn)頻率最高的容易枯死的樹木是銀杏、水杉、槭樹科楓樹類、薔薇科櫻花類,還有廣玉蘭、白玉蘭等;灌木和草本是花葉青木、八角金盤、鴨腳木、灑錦珊瑚和各種草坪草,以及一些農(nóng)作物如玉米、蔬菜等。
據(jù)劉慧介紹,調(diào)查結(jié)果一方面佐證了2022年國家氣候中心8月份發(fā)布的全國極端高溫事件分布圖,結(jié)果顯示長江流域、東南沿海以及京津冀地區(qū)都發(fā)生了較為明顯的高溫下植物受損事件;另一方面也向我們展示出了大城市的熱島效應(yīng),同時也說明了大城市的人們更容易獲知大調(diào)查的相關(guān)信息并且會積極提供各類線索的現(xiàn)狀。
↑實(shí)驗(yàn)人員在烈日下測定葉溫(寧秋蕊攝)
研究團(tuán)隊(duì)為完善“耐熱物種名錄”多次實(shí)地測量
不同城市沿高溫梯度植物受損程度如何?哪些植物更不耐熱或者更耐熱?
劉慧告訴記者,“去年的調(diào)查數(shù)據(jù)給我們提供了一份非常好的‘不耐熱物種名錄’,但它未能覆蓋‘耐熱物種名錄’,而且結(jié)果更集中于城市園林和景觀植物,因此還需要進(jìn)一步的探究,比如自然植被中更多樣化的植物耐熱性規(guī)律,為以后的城市園林物種篩選和配置提供參考。”
為了實(shí)地測量的篩選和踩點(diǎn),2022年8月底,“高溫小組”完成了5個重點(diǎn)城市的實(shí)地測量;2022年10月底,完成了現(xiàn)場取回的139種木本植物的各項(xiàng)生理學(xué)、形態(tài)解剖學(xué)特征的測定。
研究結(jié)果顯示,隨不同城市熱浪指數(shù)的升高,植物的葉片受損率明顯上升;更耐熱的物種(受損率20%以下)相對葉片更厚,例如紫薇、桂花、枇杷和楊梅等;更不耐熱的物種(受損率80%以上)為雞爪槭、銀杏和白玉蘭等,它們不能在生理上耐受高溫,主要通過落葉和改變?nèi)~傾角等方式來躲避高溫,以此保護(hù)枝條和樹干,希望“熬過”熱浪后重新發(fā)芽。
“不幸的是2022年的熱浪太強(qiáng),它們幾乎全軍覆沒。相關(guān)結(jié)果正在撰寫英文論文,希望將我們的發(fā)現(xiàn)更廣泛地分享到科學(xué)界。”劉慧說。
↑元江站植物葉片溫度示例(張浩萍攝)
今年45.1℃高溫打破歷史紀(jì)錄引發(fā)研究關(guān)注
2023年5月底,課題組博士一年級的王楊思鼎轉(zhuǎn)發(fā)了一則“元江生態(tài)站最高氣溫達(dá)45.1℃,打破自建站以來的歷史最高氣溫”的推送引起了研究人員的關(guān)注,對此劉慧表示,“因?yàn)榘l(fā)生的季節(jié)太早了,溫度太高了,這很不尋常。”很快,劉慧采納了王楊思鼎的建議并組織4人實(shí)驗(yàn)小隊(duì),于6月攜帶多種儀器奔赴元江,開啟了課題組今年的野外實(shí)驗(yàn)。經(jīng)歷了野外一個多月的高溫烘烤,實(shí)驗(yàn)小隊(duì)完成了60多種森林植物耐熱性的測定,希望能從自然界中找到更有潛力的“耐熱物種名錄”。
通過調(diào)查研究“高溫小組”發(fā)現(xiàn),自然界中高溫和干旱經(jīng)常同時出現(xiàn),葉片的耐熱性和耐旱性本質(zhì)上也是緊密相連的。“2022年在我們進(jìn)行調(diào)查以及現(xiàn)場測定時,就有好幾位同事或朋友問到‘這些植物究竟是熱死的,還是旱死的?’,對此我們認(rèn)為,首先高溫肯定是重要的葉片致死因素;其次,干旱可能是更重要的全株致死因素,兩者疊加加速了植物的死亡。”劉慧說。
實(shí)驗(yàn)人員在野外測定葉片蒸騰作用(謝雨辰攝)
去年夏天,上海、武漢、杭州、溫州的幾位老師加入了“高溫小組”的取樣和測量工作;今年夏天,海口、濟(jì)南和烏魯木齊的幾位老師同學(xué)也在各地開展了植物耐熱的研究。未來,建立全國植物響應(yīng)極端氣候信息系統(tǒng)的理想依然任重道遠(yuǎn),需要更多全國范圍內(nèi)不同研究單位的合作。
劉慧表示,“我們作為中國科學(xué)院的研究人員,是沖向極端環(huán)境里的先行者,在人員有限和實(shí)驗(yàn)不易的條件下,盡可能地挖掘有代表性的物種,一步步積累數(shù)據(jù),以揭示植物在全球氣候劇烈變化下的生存之道。”
文/廣州日報·新花城記者:黃嵐
圖/廣州日報·新花城記者:黃嵐 通訊員:華植宣
熱門
聯(lián)系我們:435 226 40 @qq.com
版權(quán)所有 重播新聞網(wǎng) www.porb.cn 京ICP備2022022245號-17