這些問(wèn)題，科學(xué)家卻并不怎么明白。近來(lái)，在熱浪一年比一年嚴(yán)酷的環(huán)境下，美國(guó)新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室里，一群科學(xué)家開(kāi)始研究起了樹(shù)木的死法，尤其是被熱浪和干旱殺死的樹(shù)木，目的，是為了找出一些方法，讓樹(shù)木在極端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(guó)正逢大旱，讓這項(xiàng)研究顯得格外意味深長(zhǎng)。據(jù)氣象學(xué)家估算，美國(guó)今年遭受的這場(chǎng)旱災(zāi)，是五十年來(lái)規(guī)模最大的一場(chǎng)，令中西部的農(nóng)業(yè)和林業(yè)遭受了重創(chuàng)。雖然最近的颶風(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(shì)。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(shí)還看不出好轉(zhuǎn)的跡象。玉米和大豆的價(jià)格已經(jīng)雙雙突破歷史紀(jì)錄。

這場(chǎng)災(zāi)難并非始于今年，自 2010 年 起，美國(guó)南部就進(jìn)入了持續(xù)性干旱期。當(dāng)時(shí)，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)最嚴(yán)重的是得克薩斯，損失的莊稼和牲畜總額達(dá)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(jìn)一步加劇了干旱的態(tài)勢(shì)，使旱情蔓延到了整個(gè)北美。到今年，美國(guó)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(guó)，有 80％國(guó)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(gè)州宣布遭受原生自然災(zāi)害，受災(zāi)的縣達(dá)到 1692 個(gè)。在加拿大東部的安大略、魁北克和亞特蘭大省，炎熱的氣候和稀少的降水也都破了紀(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(shù)木。據(jù)統(tǒng)計(jì)，去年一年，干旱就在得克薩斯導(dǎo)致了五億棵樹(shù)木死亡。今年，西南部也有大量樹(shù)木枯死，護(hù)林人員除了提防野火點(diǎn)燃枯木之外，對(duì)樹(shù)木的死亡束手無(wú)策。干旱甚至影響了圣誕樹(shù)的供應(yīng)。美國(guó)的圣誕樹(shù)一般在長(zhǎng)到 7 歲至 10 歲時(shí)砍伐。往年種下的成年樹(shù)木還比較耐旱，但是今年樹(shù)苗剛種下便紛紛夭折，這可能會(huì)影響到今后幾年美國(guó)人度圣誕節(jié)的方式。

高溫中的樹(shù)木刑房

帕克·威廉姆斯是洛斯阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室中研究樹(shù)木的專(zhuān)家，他和國(guó)家地質(zhì)勘探局的生態(tài)學(xué)家克雷格·艾倫一起，對(duì)過(guò)去幾個(gè)世紀(jì)的干旱進(jìn)行了回顧。他們發(fā)現(xiàn)，歷史上雖然也出現(xiàn)過(guò)比現(xiàn)在規(guī)模更大的干旱，但次數(shù)不多。威廉姆斯表示，這次的干旱和歷史上的旱災(zāi)相比，差異顯著。以往干旱過(guò)后，氣溫和降水都會(huì)恢復(fù)到干旱前的水平，接著便迎來(lái)一個(gè)濕潤(rùn)的降水期。但今年的干旱卻是逐漸升溫、越來(lái)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(jìn)一步加劇。

研究者用計(jì)算機(jī)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(huì)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(gè)區(qū)域?qū)?huì)恢復(fù)到歷史上最壞的時(shí)期，山上的樹(shù)木將大片死去?！安皇钦f(shuō)這片區(qū)域?qū)](méi)有任何樹(shù)木，”他說(shuō)，“但是主要樹(shù)種都會(huì)死亡。”

至于哪些樹(shù)木、多少樹(shù)木將會(huì)幸存下來(lái)，這也是實(shí)驗(yàn)室研究的課題之一。實(shí)驗(yàn)室研究人員內(nèi)特·麥道威就主持著這樣的一個(gè)項(xiàng)目。

項(xiàng)目有個(gè)陰森的名字，叫“樹(shù)木刑房”。所謂“刑房”，其實(shí)是鋼材和有機(jī)玻璃制成的圓筒形裝置，共 18 個(gè)，矗立在實(shí)驗(yàn)室外不遠(yuǎn)處的沙漠之中。

每一個(gè)圓筒里都包裹著一棵高約 4.5 米的矮松或杜松，它們的周?chē)裰芰舷滤?，將雨水從?shù)根處引出；圓筒壁上連著銀色軟管，將熱氣輸送進(jìn)來(lái)。此外，圓筒里還“關(guān)押”著昆蟲(chóng)?？傊靶谭俊钡哪康木褪潜M量真實(shí)地模擬干旱環(huán)境。進(jìn)入圓筒，立刻能感到熱浪撲面而來(lái)。按照麥道威的說(shuō)法，圓筒內(nèi)部比外面高出 7 攝氏度，根據(jù)計(jì)算機(jī)模擬，這個(gè)溫差正是未來(lái) 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(shù)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(jī)監(jiān)測(cè)著樹(shù)木表面散發(fā)的熱量；每隔幾分鐘，實(shí)驗(yàn)人員就會(huì)測(cè)量一次樹(shù)木的半徑。乍一看，這些樹(shù)木不僅像是受刑的囚犯，而像是重癥監(jiān)護(hù)室里的病人，全身插滿(mǎn)管子，奄奄一息。圓筒內(nèi)的觀測(cè)裝置全部自動(dòng)運(yùn)行，但研究人員還是要每月做一次手動(dòng)調(diào)節(jié)。麥道威說(shuō)：“大家都知道，天氣越來(lái)越熱、越來(lái)越干，甲蟲(chóng)就會(huì)出來(lái)，樹(shù)就會(huì)死，但它們死亡的具體機(jī)制，我們并不理解?！彼Ｍ芡ㄟ^(guò)這個(gè)裝置，預(yù)測(cè)全世界樹(shù)木死亡的方式，并揭示出樹(shù)木死亡對(duì)環(huán)境的潛在影響。

松樹(shù)水分的蒸發(fā)是研究人員觀察的內(nèi)容之一，具體來(lái)說(shuō)，是觀察松樹(shù)的松針上稱(chēng)為“氣孔”的小洞。在平時(shí)，樹(shù)木通過(guò)氣孔吸收二氧化碳，從而制造養(yǎng)分。但在干旱時(shí)期，氣孔就關(guān)閉起來(lái)以保存水分，制造養(yǎng)分的過(guò)程也隨之停下，久而久之，松樹(shù)就會(huì)死亡。

研究方法引來(lái)爭(zhēng)議

研究人員還想用這套裝置測(cè)試其他一些內(nèi)容，其中之一，是漫長(zhǎng)的干旱會(huì)破壞樹(shù)木的葉子，從而破壞其光合作用，并最終破壞其新陳代謝。

麥道威解釋說(shuō)：“這就好比是壓垮駱駝的最后一根稻草。如果樹(shù)葉都烤焦了，植物就沒(méi)有碳水化合物來(lái)修復(fù)它們，這樣一來(lái)，它就完了?！彼J(rèn)為這是個(gè)頗有道理的假說(shuō)，但是到現(xiàn)在還未接受過(guò)檢驗(yàn)。

他還指出，樹(shù)木的死亡絕非孤立事件。從宏觀上看，它對(duì)環(huán)境有著復(fù)雜的影響，可能造成惡性循環(huán)，因?yàn)闃?shù)木一死，體內(nèi)的碳元素就會(huì)全部進(jìn)入大氣，而碳正是氣候變暖的罪魁禍?zhǔn)?。“如果地球表面有更多森林消失，就?huì)有更多碳排放到大氣中去，并加快地球暖化過(guò)程。”他這樣推理。

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