当最后一片闪闪发光的秋叶飘落到地面上时，不仅标志着季节的变化，这也是全球碳循环的转折点，因为森林和其他植物开始排放二氧化碳而不是吸收二氧化碳。有研究指出，近几十年来的全球变暖趋势导致温带森林的生长季节延长。这意味着，春季叶片生长提前的每一天都会转化为每公顷森林45kg碳的净吸收量的增加，而秋季叶片衰老延迟的每一天都会转化为每公顷森林98kg碳的净吸收量的增加。因此，准确预测生长季节的持续时间对于预测未来森林碳平衡的变化至关重要。然而，尽管春季叶片的萌出受到了很多科学关注，但是对秋季物候学的研究相对较少，并且现有模型由于对潜在环境因素的考虑有限，模型预测结果显示出很高的不确定性。如果我们要更准确的预测未来温带树木的生长季节和固碳能力，那么了解控制秋叶衰老时间的生理机制至关重要。
2020年11月27日，Science在线发表了瑞士苏黎世联邦理工学院Constantin M. Zohner团队题为“Increased growing-season productivity drives earlier autumn leaf senescence in temperate trees”的论文，通过结合基于欧洲森林树木的实验、观察和建模分析，研究人员得出结论：到21世纪末，叶片衰老将提前3-6天，而不是像已报道的物候模型预测的延迟2-3周。因此，未来几十年森林从大气中清除的二氧化碳数量可能会减少。
作者研究了1948年至2015年秋季在中欧3855个地点的六种温带树种的数据。然后，他们进行了两个实验，以了解二氧化碳和光照在落叶时间中的作用。第一个实验，对比了在接近当今大气CO2水平和2倍于该CO2水平的房间中生长的树木；第二个实验，比较了阳光照射与否对树木的影响。结果表明，较高的CO2水平、温度或光照水平正在促使树叶在春季和夏季提高其光合和固碳能力，并在秋季加速其灭亡。将所有结果放在一起，作者模拟出了如果人类的碳排放量居高不下，到2100年将会发生的情况。预测结果没有像以前报道期望的那样比现在延迟2-3周出现落叶，而是比现在提前3-6天。最关键的发现是，与以前的模型相比，秋季的衰老过程发生了巨大差异。
图1 光合作用对秋天衰老日期的影响
图2 遮光实验的设置
总得来说，该小组的实验和67年的树木记录数据表明，由于气候变化，树叶可能会在秋天早些时候落下。尽管这项研究着眼于欧洲树木，但作者认为结果也将适用于北美和亚洲的温带树木。如果证明是正确的，那么这种逆转将对全球产生重大影响。森林的碳储量将大大低于预期，而较早的落叶可能会对昆虫和其他物种产生连锁反应。最后，作者说，“如果想通过增加森林来捕获碳，我们需要种植新的树木或恢复被损毁的森林。”
原文链接：
https://science.sciencemag.org/content/370/6520/1066
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