老铁们,大家好,相信还有很多朋友对于植物生长与季节错位,氮沉降正在打乱植物的生物钟 和的相关问题不太懂,没关系,今天就由我来为大家分享分享植物生长与季节错位,氮沉降正在打乱植物的生物钟 以及的问题,文章篇幅可能偏长,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!
秋天的森林被染色
最近,基于1982年至2020年的遥感观察数据,中国科学院的地理科学和资源研究所的吴阳团队整合了来自中国物候观测网络的20,000多个地面测量记录,并发现大气氮气沉积在调节自动溶解时期的大气氮气沉积中起着重要作用。
什么是大气中的氮气定居点?它如何调节植被的秋叶变色期间的物候过程?其他哪些环境因素会影响植物生长时机?在本文中,我们将一一回答这些问题。
大气氮沉降是什么?
大气氮的沉降似乎不熟悉,但实际上在生活中的任何地方都“可见”。它指的是通过干燥沉降和湿沉降的大气中活性氮的过程。其中,干燥定居点是指通过吸收气体吸附,吸附等直接沉降到表面,而湿沉降则需要降雨和降雪(参考[3])。
近年来,随着人类活动的强度的增加,大气中的氮沉降水平继续上升。氮沉积增加对生态系统有重要影响。然而,尚未深入了解氮沉积的过程,以调节植被的秋叶变色及其潜在机制。
010-10110这项研究分析发现,氮沉降水平的上升总体延迟了植被的叶片变色期(参考文献[5])。中国木本植物的夏天正在经历“延迟的退休浪潮”。
这是因为氮是植物生长中的关键营养元素。增加的氮沉淀将改善环境中氮的可用性,并为植物生长提供更多的营养支持。这样,氮结算水平的增加就像疯狂地向植物提供“加班补贴”。具有软补贴的植物的叶子将增长越来越大(叶子面积指数增加),从而减慢叶绿素降解并延迟叶片衰老。这种影响甚至超过了传统的气候因素,例如温度和降水,并且已成为调节秋天的“主要力量”(参考文献[5])。
至于特定的调节机制,研究提出并验证了三个潜在的路径假设:
首先,氮沉淀通过增加叶子面积并减慢叶绿素降低率来延迟叶片变色周期。其次,氮沉淀的“受精效应”提高了植被生长期的碳沉积水平。如果年度累积的碳沉积达到稳定的阈值,则可能会提示叶片变色期。第三,氮沉淀可能会加速蒸腾,从而导致水分流失,从而加快叶片变色过程。
该研究使用了三个中介变量:叶子面积指数,太阳诱导的叶绿素荧光和蒸发进行验证。结果表明,假设1是有效的,具有广泛的适应性,假设2无效,假设3有效或其他取决于土壤水分条件。
大气氮沉降如何影响植被的叶变色期?
除了推迟叶子的变色时期外,环境的变化也会影响春季的植被,从而使其被神秘的力量延迟。这种变化的影响因素为——pm2.5。
PM2.5也称为细颗粒物。根据《环境空气质量标准(GB3095—2012)》,它指的是颗粒物,其环境空气中的空气动力学等效直径2.5微米,这相当于头发的十分之一。它是空气污染的主要组成部分之一。很难想象这个著名的“健康杀手”(参考[1])实际上对植物的“唤醒时间”产生了很大的影响。
变暖会导致植物“早早清醒”,因为世界各地的温度升高会促使植被早日恢复绿色,就像在春季添加“加速炸弹”一样。但是,PM2.5在2003年至2018年的反向——中国物候观察网络(CPON)记录表明,PM2.5的浓度越高,植物重生的日期较晚,而两者的“步骤”几乎完全相同(参考[2])。
在我们了解特定原因之前,我们首先需要在长期演变中了解温带和冷区域植物形成的自适应机制:他们需要在休眠阶段进行一定的低温刺激时期,以便完成休眠和恢复生长。这种机制可以确保植物在冬季的低温期间“睡眠”,避免由于短期变暖而提早发芽,从而防止新组织受到霜冻损害的影响。这是他们在恶劣的环境中演变的“挽救生命的习惯”。
PM2.5将使植物对“低温感应”的需求更高,并且必须节省足够的“温暖点”(累积温度)才能唤醒。这可能与PM2.5改变大气辐射传播和能量平衡的时间有关,影响植物暴露于有效的低温下。
除了防止植物“醒来”之外,PM2.5还将“窃取”植物的“能量”:它将阻止阳光下的“光合有效辐射”,降低叶子的羧化速率(测量光合作用能力的关键参数之一),从而进一步抑制植物的光合作用潜力。即使植物最终破坏了休眠,由于“对活力的重大损害”,它们也很难成长和发展。
环境扰动植被物候的另一案例:PM2.5延缓植物“苏醒”
PM2.5使春季“晚”和氮定居点使夏季加时赛。在广泛连接的性质中,这两个环境因素的影响不仅限于植物物候——候位变化将破坏植物与传粉媒介之间的共生和互惠关系,从而导致生物学人群的下降。例如,一项对白尾雷鸟Lagopus Leucura的研究发现,当植物发芽周期与白尾雷鸟繁殖期脱位时,其存活率降低(参考文献[6])。
这些变化超出了局部扰动生态系统的范围,并且正在触发全球生物节奏的系统转变。该团队对氮结算调节的研究不仅有助于预测和控制空气污染,而且其生态效应也是未来生态系统动态变化的重要影响因素。它将直接影响陆碳汇功能的性能,也是实现“双重碳”目标的关键联系之一。
当您看到春天开花或下次再次染色的秋季森林时,您可能还会更多地关注您的注意力。您不仅在录制风景,还目睹了万物与四个季节之间的“准时协议”。我们每个人不仅是旁观者,而且是本协议的促进者。
参考
[2] Qu W,Hua H,Yang T等。延迟的叶子绿色与中国的特殊空气污染有关[J/ol]。自然通讯,2025,16(1)[2025-07-12]。 https://www.nature.com/articles/S41467-025-58710-9。 doi:10.1038/s41467-025-58710-9。
[3] Yu G,Jia Y,He N等。过去十年[J/OL],中国大气氮沉积的稳定。自然地球科学,2019,12(6): 424-429。 doi:10.1038/s41561-019-0352-4。
[4] Li W,Wang X,Song W等。关于大气的反应性氮沉积对中国东部富营养湖中氮负担的贡献[J/OL]。水研究,2025,268:122597。DOI:10.1016/j.watres.2024.122597。
[5] Wang J,Wang X,PeuelasJ等。氮沉积有利于后来的木质物种[J/ol]中的叶片衰老。自然通讯,2025,16(1):3668。DOI:10.1038/s41467-025-59000-0。
[6]繁殖现象与居民阿尔卑斯式ptarmigan的资源丰度之间的不匹配对雏鸡的生存产生了负面影响-Wann -2019-生态和进化-Wiley在线图书馆[EB/OL]。 [2025-07-12]。 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ece3.5290。
生产者:流行科学中国
制片人:中国科学博览会
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用户评论
落花忆梦
哇,确实如此啊!气候变化带来的影响越来越明显了,没想到连植物都受到了影响。 很多树木现在开花的时间比以前早了许多,这会不会对生态系统造成某种不可逆转的影响呢?
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咆哮
Nitrogen deposition? 我不是很了解农业技术方面的东西,你能解释一下氮沉降具体是怎么影响生物钟的吗?
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花花世界总是那么虚伪﹌
我感觉这个现象挺可怕的!植物生长与季节错位会导致很多连锁反应,比如食物链中的物种数量会失去平衡,那后果可就很难预测了。
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無極卍盜
看来我们人类对自然环境的影响确实太大啦,希望大家都能重视这个问题,从自己做起,减少对环境的污染!
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有一种中毒叫上瘾成咆哮i
这个标题好强悍啊,看得我心里有些担忧。 植物是地球上最基本的生态组成部分,它们的生物钟被打乱岂不是像打乱了整个地球的节奏?
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丢了爱情i
这篇文章给我敲开了警钟,以前没想过氮沉降会造成这样的严重后果。应该多学习一些环境保护知识!
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雁過藍天
我觉得这个研究很有意义,希望能继续深入探索这个问题,找到解决问题的方法!植物生物钟很重要,它关系着生态系统和人类的生存安全。
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弃我者亡
我也曾经注意到很多植物开花的日期早于往年。不过我觉得这可能只是个偶然现象,跟气候变化没关系。
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限量版女汉子
太可怕了!氮沉降已经开始影响到我们生活的方方面面了,从空气质量到食物安全都有可能受到影响。希望环保部门能尽快制定有效的政策来解决这个问题。
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Hello爱情风
这篇文章好长,我只看了开头部分,大概明白了植物的生物钟会受到环境因素的干扰,尤其是氮沉降的影响很突出。
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寻鱼水之欢
气候变化带来的各种问题层出不穷啊!植物生长与季节错位只是其中一个方面,还有很多其他的方面也需要我们重视和研究。
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站上冰箱当高冷
没想到这个题目背后隐藏着这么多科学道理,真令人惊叹。 以前我还以为只有人类才会受到生物钟的影响呢!
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歇火
这个研究结果确实非常重要,它提醒我们要更加珍惜地球环境,保护植物、保护地球是我们共同的责任!
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摩天轮的依恋
我一直认为农业生产要绿色化,减少对环境的负担。文章提到氮沉降问题,让我更意识到这个问题的重要性,希望大家不要过度施肥。
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淡写薰衣草的香
感觉这篇文章讲得比较专业,不太好理解。不过我知道植物生长和季节有密切关系,如果被打乱了,可能会对生态系统造成很大的破坏。
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ゞ香草可樂ゞ草莓布丁
氮沉降确实是一个很复杂的问题,需要多方面的研究才能找到解决办法。也许可以尝试利用生物工程技术来降低氮沉降的危害?
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颓废人士
植物生长与季节错位,这个现象真的太可怕了!我希望我们可以采取一些措施来减缓气候变化的影响,保护我们的环境!
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又落空
感觉这篇文章很有深度,它让我更深入地了解了植物生物钟的重要性。也让我更加意识到人类活动对地球环境的巨大影响。
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