当繁茂的落叶林覆盖北极时 _北极

来自化石地点Willershausen(德国Harz地区)的上新世连香树属(C. crenatum)的叶子。鸣谢:斯图加特国家自然历史博物馆
据图宾根大学：大约5000万年前，北极的极地地区有大片茂盛的落叶林，而今天这里植被稀少。这些森林之所以存在，是因为始新世的气候条件——温室气候和大气中二氧化碳含量几乎是现在的两倍。然而，同样的极端光照条件在这些高纬度地区盛行——冬天持续数月的永久黑暗，夏天太阳永不落山，即使它在天空中很低。
今天地球上没有类似的环境条件。在他们的新研究中，图宾根大学地球科学系的Wilfried Konrad博士和Christopher Traiser博士与斯图加特国家自然历史博物馆的Anita Roth-Nebelsick博士合作，调查了始新世植物的生存条件。
研究人员想知道，在日照时间差异极大的情况下，植物是否能够平衡它们的光照需求，以及当时常见的大叶落叶树是否在这方面发挥了作用。研究人员将能够复制特定光照条件的光合性能定量模型应用于桂树(连香树)的化石亲戚。这项研究已经发表在《古海洋学和古气候学》杂志上。
复杂的模型
植物利用阳光生长，通过光合作用将空气中的水和二氧化碳转化为有机物，产生树枝和树叶等生物质。
为了更多地了解始新世北极森林的生产力，研究小组在当前的研究中使用了来自两个北极地点的数据。这些植物化石来自加拿大埃尔斯米尔岛的斯滕库尔峡湾和属于挪威的斯瓦尔巴群岛的斯匹次卑尔根。
“为了比较，我们用了德国达姆施塔特附近的奥登瓦尔德西北部。虽然它不在高纬度，而是在中纬度，但今天那里的落叶林的气候条件类似于始新世斯匹次卑尔根的气候条件，”康拉德解释说。
在他们对前北极森林生产力的计算中，研究人员包括了大量量化蒸发和光合作用的数据。他们还研究了叶子的大小如何影响气体和物质的交换。
“根据我们的结果，当时树叶是大还是小并没有起到决定性的作用，”康拉德说。另一方面，气温和光的入射有意想不到的强烈影响。因为埃尔斯米尔岛比斯匹次卑尔根岛稍微靠北一点，所以在一年生长期有更多的日照时间。除了蔡子健的温度略高之外，这也导致了比斯匹次卑尔根岛高得多的光合能力。
“总的来说，我们获得了惊人的高森林生产力，”康拉德说。“我们假设始新世的气候条件增强了树木的光合能力，因此也可能提高了它们的生物量生产率。根据目前植物光合机构的生理数据，光合产量可能比今天温带中纬度地区至少高30%至60% 。”他说，增加的主要因素是大气中二氧化碳含量的增加。
“因此，这种森林的光合作用能力的增加也可能与目前二氧化碳水平的上升有关。然而，由于土壤性质和光照条件对植物生产力有重大影响，这些说法不能一概而论，”康拉德说。
康拉德说，全球变暖也没有类似的栖息地。“在某些地区，环境状况可能会很快发生变化。预测未来趋势是一项重大挑战，”他说。“然而，在地球的过去也有相应的栖息地。因此，古气候的发现可以帮助改进未来气候发展的模型及其预测。”