科學家揭示氣溫升高與臭氧污染對城市森林的影響

近期，中國科學院沈陽應用生態研究所城市森林研究團隊首次探究了氣溫升高與臭氧污染對城市森林固碳的復合影響及互作機理，為我國應對氣候變化下的城市森林樹種選擇及樹木生長與管理提供了新的科學依據。相關研究成果日前發表于《農林氣象》（Agricultural and Forest Meteorology）。

隨著城市化進程和氣候變暖加劇，區域臭氧污染及地表升溫日趨凸顯。城市森林作為陸地生態系統重要碳庫，在凈化空氣和減緩城市熱島效應等方面具有無可替代的重要作用。

然而，城市森林往往也面臨夏季熱浪高溫和臭氧污染的雙重影響或脅迫。目前，關于大氣增溫和臭氧尤其二者復合作用對城市森林固碳影響過程及機理認識不清。

研究團隊以我國北方常見綠化樹種蒙古櫟和油松為對象，通過開頂箱控制系統，采用¹³C同位素標記技術，連續兩個生長季探究了大氣增溫——相比對照增加2℃，臭氧濃度升高——相比對照增加80ppb（十億分比濃度），及二者復合對城市樹木固碳的影響。

研究結果表明，空氣增溫顯著增加了樹木生物量，提高了植物凈光合速率及總¹³C含量，同時也表現出顯著的年際變化及種間差異，增溫條件下蒙古櫟總¹³C含量在2021年增加了56.6%，而油松則增加了31.2%。臭氧濃度升高顯著降低了樹木生物量及凈光合速率。與對照相比，蒙古櫟和油松在2020年分別下降52.6%和37.4%。

研究還發現，臭氧濃度升高顯著降低了¹³C在蒙古櫟根系分布，但提高了葉的¹³C含量及分布。相比油松，蒙古櫟對增溫和臭氧更敏感，但前者在臭氧脅迫下具有一定自我修復機制，能夠投資更多的碳來修復葉片損傷。

因此，在增溫和臭氧復合作用下，相比單一處理，兩樹種的總生物量、相對生長速率及總¹³C含量均保持較高水平，表明適宜增溫在一定程度上可以減緩臭氧污染帶來的不利影響。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2023.109856?