來自化石地點(diǎn)Willershausen(德國(guó)Harz地區(qū))的上新世連香樹屬(C. crenatum)的葉子。鳴謝:uux.cn/斯圖加特國(guó)家自然歷史博物館
（神秘的落葉林覆地球uux.cn）據(jù)圖賓根大學(xué)：大約5000萬(wàn)年前，北極的蓋北極地地區(qū)有大片茂盛的落葉林，而今天這里植被稀少。當(dāng)繁這些森林之所以存在，落葉林覆是蓋北因?yàn)槭夹率赖臍夂驐l件——溫室氣候和大氣中二氧化碳含量幾乎是現(xiàn)在的兩倍。然而，當(dāng)繁同樣的落葉林覆極端光照條件在這些高緯度地區(qū)盛行——冬天持續(xù)數(shù)月的永久黑暗，夏天太陽(yáng)永不落山，蓋北即使它在天空中很低。當(dāng)繁
今天地球上沒有類似的落葉林覆環(huán)境條件。在他們的蓋北新研究中，圖賓根大學(xué)地球科學(xué)系的當(dāng)繁Wilfried Konrad博士和Christopher Traiser博士與斯圖加特國(guó)家自然歷史博物館的Anita Roth-Nebelsick博士合作，調(diào)查了始新世植物的落葉林覆生存條件。
研究人員想知道，蓋北在日照時(shí)間差異極大的情況下，植物是否能夠平衡它們的光照需求，以及當(dāng)時(shí)常見的大葉落葉樹是否在這方面發(fā)揮了作用。研究人員將能夠復(fù)制特定光照條件的光合性能定量模型應(yīng)用于桂樹(連香樹)的化石親戚。這項(xiàng)研究已經(jīng)發(fā)表在《古海洋學(xué)和古氣候?qū)W》雜志上。
復(fù)雜的模型
植物利用陽(yáng)光生長(zhǎng)，通過光合作用將空氣中的水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，產(chǎn)生樹枝和樹葉等生物質(zhì)。
為了更多地了解始新世北極森林的生產(chǎn)力，研究小組在當(dāng)前的研究中使用了來自兩個(gè)北極地點(diǎn)的數(shù)據(jù)。這些植物化石來自加拿大埃爾斯米爾島的斯滕庫(kù)爾峽灣和屬于挪威的斯瓦爾巴群島的斯匹次卑爾根。
“為了比較，我們用了德國(guó)達(dá)姆施塔特附近的奧登瓦爾德西北部。雖然它不在高緯度，而是在中緯度，但今天那里的落葉林的氣候條件類似于始新世斯匹次卑爾根的氣候條件，”康拉德解釋說。
在他們對(duì)前北極森林生產(chǎn)力的計(jì)算中，研究人員包括了大量量化蒸發(fā)和光合作用的數(shù)據(jù)。他們還研究了葉子的大小如何影響氣體和物質(zhì)的交換。
“根據(jù)我們的結(jié)果，當(dāng)時(shí)樹葉是大還是小并沒有起到?jīng)Q定性的作用，”康拉德說。另一方面，氣溫和光的入射有意想不到的強(qiáng)烈影響。因?yàn)榘査姑谞枍u比斯匹次卑爾根島稍微靠北一點(diǎn)，所以在一年生長(zhǎng)期有更多的日照時(shí)間。除了蔡子健的溫度略高之外，這也導(dǎo)致了比斯匹次卑爾根島高得多的光合能力。
“總的來說，我們獲得了驚人的高森林生產(chǎn)力，”康拉德說。“我們假設(shè)始新世的氣候條件增強(qiáng)了樹木的光合能力，因此也可能提高了它們的生物量生產(chǎn)率。根據(jù)目前植物光合機(jī)構(gòu)的生理數(shù)據(jù)，光合產(chǎn)量可能比今天溫帶中緯度地區(qū)至少高30%至60%。”他說，增加的主要因素是大氣中二氧化碳含量的增加。
“因此，這種森林的光合作用能力的增加也可能與目前二氧化碳水平的上升有關(guān)。然而，由于土壤性質(zhì)和光照條件對(duì)植物生產(chǎn)力有重大影響，這些說法不能一概而論，”康拉德說。
康拉德說，全球變暖也沒有類似的棲息地。“在某些地區(qū)，環(huán)境狀況可能會(huì)很快發(fā)生變化。預(yù)測(cè)未來趨勢(shì)是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)，”他說。“然而，在地球的過去也有相應(yīng)的棲息地。因此，古氣候的發(fā)現(xiàn)可以幫助改進(jìn)未來氣候發(fā)展的模型及其預(yù)測(cè)。”