科学家发现，树木对野火烟雾有令人惊讶的反应

当空气中弥漫着野火烟雾时，医生敦促人们待在室内以避免吸入有害颗粒和气体。但是，无法从烟雾中逃脱的树木和其他植物会发生什么？

事实证明，他们的反应有点像我们：有些树基本上关上了门窗，屏住了呼吸。

如大气和化学科学家，我们研究野火烟雾和其他污染物的空气质量和生态影响。在一项完全偶然开始的研究中，当烟雾淹没我们在科罗拉多州的研究基地时，我们能够实时观看活着的松树的叶子如何反应。

植物如何呼吸

植物的叶子表面有孔，称为气孔。这些毛孔很像我们的嘴巴，不同之处在于当我们吸入氧气和呼出二氧化碳时，植物吸入二氧化碳并呼出氧气。

人类和植物都会吸入周围空气中的其他化学物质，并呼出内部产生的化学物质——咖啡一些人的呼吸，一些树木的松树香味。

然而，与人类不同的是，树叶同时吸气和呼气，不断吸收和释放大气气体。

一个多世纪以来的研究线索

在 1900 年代初期，科学家们研究了严重污染地区的树木，发现那些长期暴露在燃煤污染下的人有黑色颗粒堵塞叶孔植物通过它呼吸。他们怀疑这些颗粒中的物质部分是由树木产生的，但由于当时缺乏可用的仪器，这些颗粒的化学性质从未被探索过，对植物光合作用的影响也没有被探索过。

大多数关于野火烟雾影响的现代研究都集中在农作物上，以及结果一直相互矛盾.

例如，一项对加利福尼亚州多个农作物和湿地地点的研究表明，烟雾以制造植物的方式散射光更高效在光合作用和生长。然而，一项将植物暴露在人造烟雾中的实验室研究发现，在烟雾暴露期间和之后，植物的生产力会下降——尽管这些植物几个小时后确实恢复了.

还有其他线索表明，野火烟雾会对植物产生负面影响。你甚至可能尝过一种味道：当葡萄暴露在烟雾中时，它们的葡萄酒可能会被污染.

是什么使烟雾有毒，甚至远离火源

当野火烟雾长距离传播时，烟雾会在阳光下烹饪并化学变化.

混合挥发性有机化合物、氮氧化物和阳光会使地面臭氧，这可能导致人类呼吸问题.它还可以通过降解叶片表面、氧化植物组织和减慢光合作用来损害植物。

虽然科学家通常认为城市地区是臭氧这种影响在顺风处生长，野火烟雾是一种新出现的担忧.其他化合物，包括氮氧化物，也可以对植物有害并减少光合作用。

综上所述，研究表明野火烟雾与植物相互作用，但知之甚少。之所以缺乏研究，是因为研究烟雾对野外活植物叶子的影响是困难的：野火很难预测，而且在烟雾缭绕的条件下可能是不安全的。

意外研究——在野火中

我们并没有着手研究植物对野火烟雾的反应。取而代之的是，我们试图了解植物如何释放挥发性有机化合物——这些化学物质使森林闻起来像森林，但也影响空气质量，甚至会改变云层.

秋天2020年是一个糟糕的季节美国西部的野火，浓烟从我们在科罗拉多州落基山脉工作的一个现场冒出。

在浓烟的第一天早上，我们做了通常的测试，以测量黄松的叶片水平光合作用。我们惊讶地发现，这棵树的毛孔完全闭合，光合作用几乎为零。

我们还测量了叶子通常挥发性有机化合物的排放量，发现读数非常低。这意味着树叶没有“呼吸”他们没有吸入生长所需的二氧化碳，也没有呼出他们通常释放的化学物质。

有了这些意想不到的结果，我们决定尝试强迫光合作用，看看我们是否可以将叶子“去纤维化”到其正常节奏。通过改变叶子的温度和湿度，我们清理了叶子的“气道”，看到了光合作用的突然改善和挥发性有机化合物的爆发。

我们几个月的数据告诉我们的是，一些植物对猛烈的野火烟雾有反应通过关闭他们的交易所与外部空气有关。他们实际上屏住了呼吸，但在他们暴露在烟雾中之前还没有。

我们假设了一些可能导致叶子闭合毛孔的过程：烟雾颗粒可能会覆盖在叶子上，形成一层阻止毛孔张开的层。烟雾也可能进入叶子并堵塞它们的毛孔，使它们保持粘稠。或者，叶子可以对烟雾的最初迹象做出物理反应，并在它们受到最严重的影响之前关闭毛孔。

这可能是这些反应和其他反应的结合。

长期影响仍是未知数

从长远来看，野火烟雾的影响究竟会持续多久，以及反复的烟雾事件将如何影响植物（包括树木和农作物），目前尚无定论。

由于以下原因，野火的严重程度和频率都在增加气候变化,森林管理政策和人行为，更好地了解影响非常重要。

Delphine Farmer（德尔菲农夫），化学教授，科罗拉多州立大学和MJ 财富，环境与大气科学博士后研究员，科罗拉多州立大学

本文重新发表自对话根据知识共享许可。阅读原文.

宝宝起名 起名