虽然密歇根的糖枫 糖槭 受益于环境中氮化合物的促生长作用，这些收益不会完全抵消未来在干燥气候下生长的额外压力， 根据密歇根大学领导的一项新研究.
糖枫以其火热的秋季树叶和枫糖浆的主要来源而闻名，是北美东部北部阔叶林的主要树种。 它们主要存在于潮湿、排水良好的土壤中，并且对干旱敏感。
未来几十年，五大湖上游地区的一些气候预测表明气温会升高，夏季干旱的可能性会增加，这些条件可能会对糖枫和其他树木造成压力。
但随着气候的持续变化，世界各地的森林也暴露在机动车、发电厂、工厂、农业和其他人类来源产生的促进生长的氮化合物水平上升的环境中。 这种人为产生的氮被认为是一种污染物，但也 有施肥作用 在树上，促进生长。
长期以来，气候科学家和森林生态学家一直在想，人为氮的施肥作用是否足以抵消更温暖、更干燥的气候所产生的额外压力。 这是一个很难回答的问题，之前的研究得出了相互矛盾的结果。
密歇根大学主导的这项新研究基于密歇根半岛四个森林地点 20 年的数据，得出结论认为，人类活动造成的氮沉降“将无法完全补偿在预测的干燥气候下生长的负面影响。”
根据这项研究，在接下来的几十年里，密歇根人应该预计全州糖枫的生长会减少。 如果该地区最极端的气候预测被证明是正确的，糖枫将最终——在几个世纪的时间里——从该州的下半岛完全消失。
“添加的氮有一点帮助，但还不够，”密歇根大学森林生态学家说 伊内斯·伊瓦涅斯，该研究的主要作者。
“在极端气候情况下，氮含量的增加将无法弥补糖枫因缺水而导致的生长减少，”Ibáñez 说。
了解各种树种将如何应对更温暖和更干燥的条件对于准确预测未来森林生长至关重要。 了解这一点很重要，因为每年通过燃烧化石燃料排放到大气中的吸热二氧化碳约有四分之一被世界森林吸收。
如果森林生长因气候压力而减慢，那么这些树木将吸收更少的二氧化碳，这将加剧变暖问题。 世界各地的北部森林是特别重要的碳“汇”，从空气中去除大量碳并将其储存在树木和森林土壤中。
“大部分储存在土地上的碳都在森林中，”UM 森林生态学家和研究合著者说 唐纳德扎克. “未来森林的生长方式将影响大气中残留的人为产生的二氧化碳量。 反过来，这将对全球温度产生反馈作用。
“这就是为什么这些关于森林生长的问题如此重要。 而获得部分答案的唯一途径是通过本研究中使用的长期生态研究类型。”
为了评估人为造成的氮沉降和气候变化对树木生长的综合影响，Ibáñez、Zak 和他们的同事使用了一项由联邦政府资助的氮沉降研究的数据，该研究在密歇根州的四个硬木森林研究地点进行，其中包括密歇根大学生物站的一个地点在密歇根州佩尔斯顿附近
这四个地点相距 300 英里，横跨北部阔叶林的南北分布，从下半岛中西部到上半岛西北部。 密歇根梯度研究成立于 1987 年，旨在研究气候和大气沉降对五大湖地区森林生长和生态系统过程的影响。 Zak 是该项目的主要研究人员之一。
自 1994 年以来，项目研究人员一直在添加固体 硝酸钠，一种用于肥料的氮化合物，用于密歇根梯度研究地块的一些土壤，以模拟本世纪末预期的氮沉降水平。 人类排放到大气中的大部分氮后来以雨、雪和灰尘的形式回到地球。
对于报告中的研究 生态，研究人员分析了氮沉降、夏季温度和土壤水分对糖枫生长的综合影响。 他们使用了 1,016 年至 1994 年期间收集的 2013 棵树的记录。
范围之广 密歇根梯度研究，其不寻常的实验设计和新的统计工具使研究人员能够将人源氮对树木生长的影响与与温度和水限制相关的影响区分开来——这是以前的研究无法做到的，Zak 说。
结果表明，在所有情况下，添加的氮都会促进树木的生长，随着温度升高和土壤湿度降低，这种效果会更加明显。 此外，研究人员在先前为五大湖上游地区开发的两种气候情景下模拟了每棵树的未来生长率。
情景一设想到 2100 年会有适度的变化：气温上升 1.3 华氏度，夏季降水量增加 14%。 这种情况假设全球二氧化碳排放量最终会逆转并开始下降。
情景二假设目前的二氧化碳排放水平持续到未来，导致该地区出现更极端的气候变化：到 10 年气温上升约 40 华氏度，夏季降水量减少 2100%。
计算机模拟显示，在情景一下，糖枫的生长会受到轻微损害，尤其是在较温暖的南部地区。 情景二的结果显示，在所有四个地点和所有地块（用氮肥处理过的地块和未处理过的地块），糖枫的生长都出现了大幅度且持续显着的下降。 在情景二的条件下，增长率可能会下降三倍。
Ibáñez 说，在第二种情况下，糖枫最终会从密歇根下半岛消失，尽管这种变化可能会持续几个世纪。 如果发生这种情况，以糖枫和山毛榉为主的北部阔叶林可能会被橡树-山核桃林所取代，后者更适合干旱条件，但不会从大气中吸收太多的碳。
“碳封存是森林为我们提供的一项巨大服务，对于未来任何类型的气候调节都非常重要，”Ibáñez 说。 “如果未来干旱条件会降低密歇根森林的生产力，那么它们固碳的能力也会受到影响。”
这似乎同意 最近对白云杉的另一项研究 (云杉青冈) 显示适度的呼吸热驯化，但没有证据表明光合作用的热驯化或与热驯化相关的性状的局部遗传适应。
