科学探索|树木生长由什么决定？最新《科学》：我们可能弄错了树木生长由什么决定？最新《

在这个变暖的世界里，全世界的森林会发生什么？因为大气中增加的二氧化碳而生长得更加高大？又或者因为极端温度和降水，生长受到抑制？这一切都取决于光合作用和树木细胞生长这两个树木生长限制因素中，哪个占据主导地位。这是树木生物学中的一个基本问题，但长久以来，答案却不太清楚。
【科学探索|树木生长由什么决定？最新《科学》：我们可能弄错了】在本周的《科学》杂志上，由犹他大学的研究人员领导的一项研究发现，真正限制树木生长的通常不是光合作用，而是细胞生长。这表明在气候变化中，我们需要重新思考预测森林生长的方式：未来的森林可能无法像我们想象的那样从大气中吸收那么多的碳。

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“一棵树的生长就像马车在路上向前移动， ”领导这项研究的William Anderegg教授说， “但我们基本上不知道常见的‘马’究竟是光合作用还是细胞膨大和分裂。”
我们在小时候就学习了树木生长的基础知识。树木通过光合作用生产食物，将阳光、二氧化碳和水转化为树叶和木材。不过，这个故事还有更多内容。要将从光合作用中获得的碳转化为树木，需要树木细胞膨大和分裂。
树木通过光合作用从大气中获取碳，这是树木的碳源；随后，树木利用这些碳来建造新的树木细胞，这是树木的碳汇。

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如果树木的生长是受碳源限制的，那么它的限制因素只在于树木可以进行多少光合作用，那么在数学模型中可以相对容易地预测树木的生长。因此，大气中不断上升的二氧化碳应该会缓解这种限制，让树木长得更高大，对吧？
但如果相反，树木的生长是由碳汇决定的，那么树木的生长速度只能与细胞分裂的速度一样快。许多因素可以直接影响光合作用和细胞生长速率，包括温度、可获取的水和养分。因此，如果树木生长由碳汇决定，模拟树木的生长时，就必须把这些因素对碳汇的影响包括在内。
研究人员通过比较北美、欧洲、日本和澳大利亚的树木的碳源和碳汇来检验这个问题。测量碳汇相对容易，研究人员从包含生长记录的树木中收集样本。测量树木年轮上每个环的宽度，基本上可以重建树木生长的过程。

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相比之下，测量碳源虽然是可行的，但更加困难。源数据是使用 78 个至少9米高的涡度协方差塔测量的，这些塔在三个维度上测量森林树冠顶部的二氧化碳浓度和风速。基于这些测量和其他一些计算，科研人员可以估算出森林林分的总森林光合作用。

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研究人员分析了他们收集的数据，试图寻找证据证明树木生长和光合作用是相互关联或耦合的过程。然而，他们没有找到这样的联系。当光合作用增加或减少时，树木生长没有随之变化。