幼树具有特殊适应能力，可以拯救亚马逊

亚马逊雨林的未来岌岌可危。生物学家和环境科学家早就知道，政府压制原住民权利和允许砍伐的政策削弱了森林的凝聚力，而气候变化则导致了前所未有的干旱。科学家们担心，亚马逊正接近一个临界点，森林的消失将达到一个程度，整个森林系统将无法维持所有重要的当地气候模式以及对其健康至关重要的动植物的迁徙。一些人预测，随着时间的推移，亚马逊可能会变成一片沙漠。但新的研究表明，幼树可能带来一些希望。幼树可能能够应对它们更大的同胞——目前获得大部分阳光的同种冠层树——的消失，从而彻底改变森林，而不是彻底毁灭。

“我们的研究结果表明，小树实际上具有很强的恢复力，”这项研究的作者、埃克塞特大学全球系统研究所的博士生戴维·巴塞洛缪 (David Bartholomew) 说。

本周，巴塞洛缪和他的同事在《植物、细胞与环境》杂志上发表了研究成果，结果表明，亚马逊一些较小的林下乔木（与林冠乔木属于同一物种的幼树）能够改变其处理水分的方式以抵御干旱条件，并且仍能继续向有光照的方向生长。这一发现表明，未来的亚马逊可能不是像有些人担心的那样成为大草原，而是一片截然不同但仍有生机的森林。

为了进行这项研究，研究小组在位于亚马逊河下游的巴西卡西瓦纳国家森林中开展了一项长期干旱实验，研究了 66 棵小树。研究人员使用塑料板阻挡了一半的降雨到达指定区域的树木。附近一个树木类型和密度相似的控制区没有降雨限制，但被保留用于实验。自 2001 年以来，该地区一直以这种方式进行研究。

“在亚马逊，气候预测表明未来会出现更多干旱，”巴塞洛缪说。干旱实验区以前的研究表明，亚马逊的许多大型冠层树木可能会死亡，从而改变森林的光照环境。目前，这些冠层树木利用了到达亚马逊的绝大部分光线（在某些地方高达 95%），而幼树林下则只剩下剩余的光线。

巴塞洛缪和他的同事研究了实验区干旱一半的 30 棵小树，以及非干旱一半的 36 棵小树，并进行了一系列测试以进一步了解这些树。他们研究了树木的尺寸以及它们在树冠层级中的位置，并收集了树枝来研究每棵树的叶子。

他们选择的树种是基于该地区的常见树种，并且选择与之前关于干旱对大树影响的研究相符。他们还研究了 61 棵大树。

他们发现，相对于其他小树，干旱地区的小树进行光合作用的能力更强，即吸收阳光，利用阳光的能量为二氧化碳与氧气的交换、水的利用和树木所需的糖分的生产提供能量。这表明，小树能够通过改变形态来利用更多的阳光，以应对导致大树死亡的干旱条件。

但更重要的是，巴塞洛缪说，小树在干旱条件下也能做到这一切。“干旱并没有真正影响到它们，”他说。

但并非所有树木都具备这种能力。“有些物种的反应比其他物种更好，”巴塞洛缪说。“这可能表明，有些物种将在干旱中生存下来，而其他物种则更有可能灭绝。”

英国普利茅斯大学环境科学教授索菲·福塞特在一封电子邮件中告诉《大众科学》：“由于该论文评估了多种环境变化（光照和干旱）的影响，因此提供了重要的额外见解。”福塞特没有参与当前的研究，她研究热带森林如何应对气候变化和人类活动（如森林砍伐）。她说，与冠层树木相比，目前关于小树对干旱反应的数据较少。

她说，这项研究包含了有关小树的重要信息，即“对于这些光照不足的树来说，光照的增加比土壤水分的减少有更大的影响。”但也有其他因素可能会影响亚马逊的情况，比如随着大树死亡，气温升高，空气湿度降低。

她说，在未来基于这项工作的研究中，“测量不同树冠层微气候对干旱条件的反应”将是“非常棒的”。这可以帮助研究人员进一步了解当前树冠层树木的死亡如何改变其幼树在成长过程中必须适应的条件。这些信息不仅可以帮助研究亚马逊的人更好地了解我们可能面临的未来，还可以帮助研究人员模拟世界气候。