《自然地球科学》气候暖化促进了植物成长 但也让地球变得更“渴”

升高的科学 CO2浓度加上变暖的气温，二者结合的气候球变结果是植物消耗的水量增加。 这将导致如这条南卡罗来纳州阿十波河（Ashepoo River）的暖化河流的水量下降。PHOTOGRAPH BY VINCENT J. MUSI,促进成长 NAT GEO IMAGE COLLECTION
（神秘的地球uux.cn报道）据美国国家地理（撰文：STEPHEN LEAHY 编译：蔡雅铃）：上升的CO2浓度和一个暖化的地球代表植物会长得更大，也有更长的让地时间把陆地吸干。 这对人类的渴水源供应而言是个坏消息。
在本世纪结束前，自然植物植物可能会消耗掉更多的地球但也得更水，让住在北美、科学欧洲和中亚的气候球变人们能使用的水变少──就算下雨和降雪增加也一样，一份11月初发表在《自然地球科学》（Nature Geoscience）期刊的暖化新研究这样描述。
植物是促进成长水循环的主要调节者，影响60%从陆地流往大气的水分。 现在有研究显示，气候变迁是如何经由好几个途径改变着这个重要的循环。
「植物就像是大气的吸管，控制着水如何从陆地流向大气。 」这份研究的主要作者──达特茅斯学院（Dartmouth College）的气候地理学家贾斯丁． 曼金（Justin Mankin）说。
在未来数十年内如果二氧化碳（CO2）的排放量没有大幅减少，到本世纪末，大气的 CO2含量会变成将近2倍，而全球平均温度则会上升摄氏4到6度。 未来的这种更热又充满CO2的环境，就如同把暖气调大后再把 CO2打进温室。 假设没有其他如营养缺乏等因素的限制，可能的结果就是让植物爆发性成长。 不过这样一来，留给人类使用的水会大量减少，曼金在一次访问里说。
气候变迁会从三方面影响植物的生长。 首先，当 CO2浓度上升，植物行光合作用所需的水会变少。 这个影响有充分的数据可证实，过去一直被认为代表会有更多淡水可供给土壤和河川。 然而第二种效应会抵销它：当世界变得较暖，就表示会有更长、更暖的生长季，这让植物有更多时间生长和消耗水，进而旱化土地。
如今研究人员指出了第三种效应：当 CO2浓度升高，它会放大光合作用。 植物在这种较热、富含 CO2的环境里会长得更大、有更多叶片。 这表示下雨时会有更多潮湿的叶片，也创造出更多表面积、发生更多蒸发作用。 计算机仿真显示这种叶面蒸发作用的增加对径流和土壤水分（soil moisture）有很大的影响，曼金说。
曼金的团队共使用16个不同的气候模型，搭配了一些变量的历史数据，包括降雨量、叶面蒸发量、土壤蒸发量、叶面积指数（leaf area index）、土壤水分等，以及其他能更准确复制过去情况的变量。 而未来气候的变量如地表气温和CO2浓度也被加入模型中，以了解它们会如何影响全球水循环。
虽然各地的植物在一个更热、富含 CO2的世界会消耗更多水分，但北部和热带地区预计会有足够的降雨，抵销掉植物成长所增加的用水量，曼金说。
这个研究的精华重点是：升高的CO2浓度和暖化的温度二者合起来的影响是增加植物消耗的水量，而这会导致中纬度地区──包含北美洲、欧洲和中亚等地方的河川与溪流的水量下降。
关于用水量的坏消息
高 CO2浓度对植物的影响是否会增加陆地的可用水量（water availability），长期以来一直受到讨论，全球知名的水专家、同时也是致力于解决全球水资源问题的太平洋研究所（Pacific Institute）前任所长的彼得． 葛理克（Peter Gleick）说。
「在更准确仿真整体生物量的增加，包括林冠之后，」这个研究得到的是「一个肯定、相反和可说是『坏消息』的结论：上升的 CO2浓度和相关的气候变化会使得可用水量变得更少，而不是改善状况，」没有参与这份研究的葛理克说。 他说这个结果「对美国西部几乎肯定是个坏消息。 」
先前的气候研究已经发现在 CO2排放量维持不变的情况下，美国西南部和中部大平原区（central Great Plains）有高达80%的机率会在2100年前遭遇到一个长达35年或更久的「超级旱灾」（megadrought）。 适度减少排放量也只会将风险降到60%。 而模型预测的超级大旱，还不包含这个新发现提到的植被改变会如何让情况更加恶化，葛理克说。
如今的大气已经有更多 CO2了，气候也更温暖。 来自卫星数据的证据显示过去40年来植被的增加量相当明显，曼金说。 不过他也提到，虽然生长季节也变得愈来愈长，但也很难将地球最近的绿化完全推给气候变迁，因为过去100年间地貌受到太多人为改变了。
CO2浓度节节高升
大气中的 CO2浓度至少在过去80万年中一直介于180到290 ppm之间。 最近的这1万年，CO2则维持在大约280ppm，直到工业革命造成了人类广泛使用煤。
今年9月的量测显示 CO2的浓度是412ppm，这比工业革命前的值高出47%。 上一次 CO2浓度超过400ppm是在1600万到2500万年前，当时的地球以及气候和现在非常不同。
CO2浓度现在正以每年2ppm的速率上升。 若是继续使用煤、天然气和石油，到2100年它的浓度可能会翻倍成560ppm。 仿真显示在那种情况下整个中纬度地区的干旱会发生地更快、持续更久，而且变得更严重──就算在降雨情况正常的时候，曼金说。
水资源缺乏（Water scarcity）如今已是一个重大议题，根据一份2016年的研究，全球有40亿人每年至少一个月面临水资源的严重短缺。 任何关于未来供水减少的消息确实都是噩耗，这点在像美国这样富裕的国家也一样，曼金说，从底特律到西南部，已经有人正面临用水紧迫之苦了。