樹木缺水就會死，但在干旱條件下，哪些樹木會先死？它們的死亡過程會持續(xù)多久？它們在缺水的情況下能活多久？

這些問題，科學(xué)家卻并不怎么明白。近來，在熱浪一年比一年嚴(yán)酷的環(huán)境下，美國新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯國家實驗室里，一群科學(xué)家開始研究起了樹木的死法，尤其是被熱浪和干旱殺死的樹木，目的，是為了找出一些方法，讓樹木在氣候中能夠盡可能久地存活。

大旱中的應(yīng)景研究

目前美國正逢大旱，讓這項研究顯得格外意味深長。據(jù)氣象學(xué)家估算，美國今年遭受的這場旱災(zāi)，是五十年來規(guī)模zui大的一場，令中西部的農(nóng)業(yè)和林業(yè)遭受了重創(chuàng)。雖然zui近的颶風(fēng)“艾薩克”為部分干旱地區(qū)帶去了一些雨水，卻并未扭轉(zhuǎn)大勢。內(nèi)布拉斯加、伊利諾伊以及盛產(chǎn)玉米和大豆的衣阿華州已陷入嚴(yán)重干旱，而且暫時還看不出好轉(zhuǎn)的跡象。玉米和大豆的價格已經(jīng)雙雙突破歷史紀(jì)錄。

這場災(zāi)難并非始于今年，自 2010 年 起，美國南部就進入了持續(xù)性干旱期。當(dāng)時，得克薩斯、俄克拉荷馬、堪薩斯等州都受到了缺水的影響，其中受災(zāi)zui嚴(yán)重的是得克薩斯，損失的莊稼和牲畜總額達到 70 多億美元。去年冬季的降水量跌破紀(jì)錄，只有少量融雪被土壤吸收，進一步加劇了干旱的態(tài)勢，使旱情蔓延到了整個北美。到今年，美國大部分地區(qū)、墨西哥部分地區(qū)以及加拿大東部都成了災(zāi)區(qū)。在美國，有 80％國土處于異常干燥的狀態(tài)，其中，又有 62％處于中度干旱狀態(tài)。眼下，全美已有 36 個州宣布遭受原生自然災(zāi)害，受災(zāi)的縣達到 1692 個。在加拿大東部的安大略、魁北克和亞特蘭大省，炎熱的氣候和的降水也都破了紀(jì)錄，玉米和大豆等夏季作物受到影響。

除了農(nóng)作物，受到影響的還有樹木。據(jù)統(tǒng)計，去年一年，干旱就在得克薩斯導(dǎo)致了五億棵樹木死亡。今年，西南部也有大量樹木枯死，護林人員除了提防野火點燃枯木之外，對樹木的死亡束手無策。干旱甚至影響了圣誕樹的供應(yīng)。美國的圣誕樹一般在長到 7 歲至 10 歲時砍伐。往年種下的成年樹木還比較耐旱，但是今年樹苗剛種下便紛紛夭折，這可能會影響到今后幾年美國人度圣誕節(jié)的方式。

高溫中的樹木刑房

帕克·威廉姆斯是洛斯阿拉莫斯實驗室中研究樹木的專家，他和國家地質(zhì)勘探局的生態(tài)學(xué)家克雷格·艾倫一起，對過去幾個世紀(jì)的干旱進行了回顧。他們發(fā)現(xiàn)，歷*雖然也出現(xiàn)過比現(xiàn)在規(guī)模更大的干旱，但次數(shù)不多。威廉姆斯表示，這次的干旱和歷*的旱災(zāi)相比，差異顯著。以往干旱過后，氣溫和降水都會恢復(fù)到干旱前的水平，接著便迎來一個濕潤的降水期。但今年的干旱卻是逐漸升溫、越來越熱。而隨著天氣變熱，空氣也變得干燥，它從土壤和植物中吸收水分，從而使干旱進一步加劇。

研究者用計算機模擬了受災(zāi)區(qū)域的氣候變化，結(jié)果顯示，該區(qū)域的氣溫會在本世紀(jì)結(jié)束之前再升高幾攝氏度。艾倫表示，升溫之后，這個區(qū)域?qū)謴?fù)到歷*zui壞的時期，山上的樹木將大片死去。“不是說這片區(qū)域?qū)]有任何樹木，”他說，“但是主要樹種都會死亡。”

至于哪些樹木、多少樹木將會幸存下來，這也是實驗室研究的課題之一。實驗室研究人員內(nèi)特·麥道威就主持著這樣的一個項目。

項目有個陰森的名字，叫“樹木刑房”。所謂“刑房”，其實是鋼材和有機玻璃制成的圓筒形裝置，共 18 個，矗立在實驗室外不遠處的沙漠之中。

每一個圓筒里都包裹著一棵高約 4.5 米的矮松或杜松，它們的周圍埋著塑料下水管，將雨水從樹根處引出；圓筒壁上連著銀色軟管，將熱氣輸送進來。此外，圓筒里還“關(guān)押”著昆蟲。總之，“刑房”的目的就是盡量真實地模擬干旱環(huán)境。進入圓筒，立刻能感到熱浪撲面而來。按照麥道威的說法，圓筒內(nèi)部比外面高出 7 攝氏度，根據(jù)計算機模擬，這個溫差正是未來 80 年中氣候變暖的幅度。

除了控制水量和氣溫，“刑房”內(nèi)外的傳感器還能衡量樹木的濕度、呼吸、土壤濕度等一系列指標(biāo)。一架熱成像攝影機監(jiān)測著樹木表面散發(fā)的熱量；每隔幾分鐘，實驗人員就會測量一次樹木的半徑。乍一看，這些樹木不僅像是受刑的囚犯，而像是重癥監(jiān)護室里的病人，全身插滿管子，奄奄一息。圓筒內(nèi)的觀測裝置全部自動運行，但研究人員還是要每月做一次手動調(diào)節(jié)。麥道威說：“大家都知道，天氣越來越熱、越來越干，甲蟲就會出來，樹就會死，但它們死亡的具體機制，我們并不理解。”他希望能通過這個裝置，預(yù)測*樹木死亡的方式，并揭示出樹木死亡對環(huán)境的潛在影響。

松樹水分的蒸發(fā)是研究人員觀察的內(nèi)容之一，具體來說，是觀察松樹的松針上稱為“氣孔”的小洞。在平時，樹木通過氣孔吸收二氧化碳，從而制造養(yǎng)分。但在干旱時期，氣孔就關(guān)閉起來以保存水分，制造養(yǎng)分的過程也隨之停下，久而久之，松樹就會死亡。麥道威指出，這個過程與

研究方法引來爭議

研究人員還想用這套裝置測試其他一些內(nèi)容，其中之一，是漫長的干旱會破壞樹木的葉子，從而破壞其光合作用，并zui終破壞其新陳代謝。

麥道威解釋說：“這就好比是壓垮駱駝的zui后一根稻草。如果樹葉都烤焦了，植物就沒有碳水化合物來修復(fù)它們，這樣一來，它就完了。”他認(rèn)為這是個頗有道理的假說，但是到現(xiàn)在還未接受過檢驗。

他還指出，樹木的死亡絕非孤立事件。從宏觀上看，它對環(huán)境有著復(fù)雜的影響，可能造成惡性循環(huán)，因為樹木一死，體內(nèi)的碳元素就會全部進入大氣，而碳正是氣候變暖的罪魁禍?zhǔn)住?ldquo;如果地球表面有更多森林消失，就會有更多碳排放到大氣中去，并加快地球暖化過程。”他這樣推理。

他還預(yù)測，由于氣溫攀升，未來五十年內(nèi)，針葉植物將在洛斯阿拉莫斯和圣達菲兩縣滅絕。

不過，實驗室的研究方法也遭到了一些質(zhì)疑。有批評者認(rèn)為，氣候是個復(fù)雜系統(tǒng)，以目前的計算機技術(shù)，還不能準(zhǔn)確模擬它的變化，因此這些研究的出發(fā)點就有問題。還有人認(rèn)為，植物在生命的演化史中已經(jīng)多次經(jīng)歷氣候變化，能夠生存至今，說明它們自有應(yīng)對之道；在氣候變化的未來，真正堪憂的是人類的命運。