中国学者最新研究成果雾霾越严重森林长得越

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气溶胶的散射光施肥效应示意图(图片由受访者提供)

王欣在野外观测

森林在雾霾天长得更快。今年6月，这个和许多人印象相反的结论发表在《气候变化生物学》(GlobalChangeBiology)上。论文第一作者、中国科学院植物研究所的博士生王欣表示，在科学界，这不算令人惊讶。

雾霾属于大气气溶胶的一种。气溶胶和胶水在质地上没什么相似之处，它更像一团灰雾，是“悬浮在大气中的固态和液态颗粒物的总称”。过去30年里的观测数据显示，气溶胶会影响全球森林的光合作用效率，浓度越高效率越高。

王欣采集到的数据为这种趋势贡献了野外证据。从年到年，她几乎每天都待在北京香山脚下一片她亲手种植的杨树林中——这是中国北方最常见的树种之一。雾霾严重时，不远处的香山完全隐身。

她的观察将帮助人类进一步认识雾霾。在此之前，科学家对雾霾的研究大多集中于对人体健康的影响，对于它在整个生态系统中引发的变化知之甚少。

森林加快成长，光合作用效率更高，为地球吸收更多的二氧化碳。这种积极作用无法为雾霾开脱。实际上，在王欣的指导老师、中科院植物所研究员刘玲莉看来，环境保护将因此面临更严格的要求。

一片树叶上看到全球生态变化

“长远来说，这个结论反而会让世界各国的减碳任务更加艰巨。”刘玲莉对中国青年报中青在线记者说。

全世界都在为减少温室气体排放头疼。在《联合国气候变化框架公约的京都议定书》规定的6种温室气体中，二氧化碳是减排任务最重的——各国定下减排配额、中国在建全球最大的碳排放交易市场……在气象大会上的争论之外，森林不语，通过光合作用，将二氧化碳转变为氧气。

王欣和刘玲莉的研究表明：雾霾越严重，森林越是加快生长拼命工作。这也就意味着，雾霾侵袭减少，光合作用减弱，森林的生长速度必将变慢，为人类承担减碳任务的能力将下降。因此，在制订减碳计划时要将森林的作用考虑进去，随着计划的推进提高减碳的配额，才能保证每个阶段达到所预期的目标。

水、风、阳光、生物……全球生态是一个整体，牵一发而动全身。这是刘玲莉在至今22年的科研生涯中体会越来越深的“地球哲学”。

这次有关雾霾的研究始于一封邮件。10年前，刘玲莉在美国北卡罗来纳州立大学读博士时，导师问她：大规模火山爆发后，全球大气中的二氧化碳浓度是升高还是降低?

“怎么会降低呢?”她想，脑海里是火山口直冲云霄的黑烟和烟雾中浓密的二氧化碳、一氧化碳以及硫氢化合物。

她错了。上世纪80年代以来，卫星观测帮助科学家积累了大量一手资料。其中，年的菲律宾皮纳图博火山爆发的数据最为翔实。数据显示，这场20世纪最大规模的火山爆发平息后，随着喷发物参与全球的大气循环，世界各地都出现了二氧化碳浓度显著下降的观察结果。

围绕这个现象出现了多项假说，目前被学界所广泛认可的理论围绕大气气溶胶展开。火山爆发产生的大量硫酸盐固体颗粒会形成气溶胶。

它就像一床毯子挡在阳光和生物之间，降低了辐射的总量，但却并非密不透风，其中包含的无数小颗粒能显著增强光的散射，最终促进生态系统的光合作用。

如果把光线看作子弹，没有气溶胶笼罩时的直射好比两个牛仔在空旷荒野上对峙，直来直往，目标明晰。气溶胶环境下的散射则好像酒吧里的伏击，子弹在瓶罐桌椅间弹来弹去，谁都有可能中招。

一颗树上的叶片从不能平均接受阳光。冠层外围的那些能享受阳光的直射，被称为阳生叶，冠层内部的阴生叶则没有这种待遇。气溶胶让光从四面八方而来，反射进树木冠层的下部和内部，让阴生叶也能阳光普照。整个树木冠层的光利用效率都提高了，这被称为气溶胶的散射光施肥效应。

在美国国家环保局环境评价中心做博士后时，刘玲莉的研究方向就是大气污染对生态环境的影响。气溶胶因为颗粒结构复杂，难以被实验室制造出来，中心的研究也大多处在宏观层面。

气溶胶的散射光施肥效应已经被证实，但具体到一棵树如何生长、一片叶子如何提高光合作用效率，观测证据仍属于空白。

刘玲莉的好奇心被激发，她想在更小的维度上寻找证据，也就是说，“在一片树叶上看到全球生态变化”。

她意识到，正在与霾撕扯的地方应该就是“最理想的试验场”。

农田里的树木加护病房

“那几年，北京的雾霾太规律了。”刘玲莉回忆。每次来访，霾几乎总是赖上一周左右，浓度在第三、四天达到顶点，又逐渐减弱最终退去，直到下一波侵袭。一个周期里，气溶胶中的大小颗粒先是吸引灰尘，越滚越大，最终因太重而纷纷掉落。这一规律也被其他一些研究者的观测所证实。

王欣是刘玲莉回国任教后带的第一个博士生。野外观察时，她穿长袖长裤戴手套，帽檐耷拉下来能遮住脸颊。远近都是农田，田间劳作的老乡都知道她是个大学生，但始终不明白她究竟在忙些什么。

在京郊的一小片杨树林，王欣、刘玲莉为植物打造了“加护病房”。粗细电线蜿蜒在林间土地，连接着大小仪器。光合测定仪则像手术时放大观测的摄像头，时刻记录着叶片的光合速率。观测树木体液流动的导管深入树干，打点滴似的。林边一排漏斗记录着降雨量，高高悬挂的探头则