直接影响co2和过去的生态
有一些相当不错的迹象表明,大气的二氧化碳浓度在过去经历了自然变化,人类开始之前去影响它。最好的证实C ' 02是那些发生的变化冰期和间冰期在过去的650.000年,泡沫被困在冰帽保护古老的气氛,可以分析样本(第7章)。
这种波动的证据有限公司:生态学家想知道这些可能一直在做植物在过去。冰川阶段期间,二氧化碳浓度低于目前30%以上,植物可能遭受更多干旱由于需要打开气孔更足够的二氧化碳增长,事实上,冰川世界与广泛的沙漠和干燥得多灌丛植被森林,远远低于当今世界(第3章)。例如,中部非洲和亚洲大部分地区的雨林取而代之的是干旱的灌木和草地。的撒哈拉沙漠往南延伸数百公里,压缩植被区在其边缘向赤道。和西伯利亚,现在被森林覆盖,是一个干燥的冷半沙漠在那个时候。有良好的气候原因认为冰川的世界将会变得干燥
(一个更加干旱的世界模型预测的冰川,由于水蒸气少蒸发从寒冷的海洋运输),但它可能加剧了干旱的出现较低的二氧化碳浓度。raybet雷竞技最新气候模型到目前为止似乎麻烦世界干足以匹配的迹象植物化石记录,并有可能额外的“失踪”因素的直接影响是干旱低C ' 02的植物。
其他一些冰川世界的,而植被的奇怪的方面可能是由于公司的影响:在植物生理学。例如,开放、干旱草原苔原植被第3章(sec)覆盖西伯利亚和欧洲北部的物种在冰河时代的植物通常不会一起成长。有典型的苔原spccies如矮柳(Salt.v)和莎草(Cypcraccac)与草原物种如俄罗斯蓟(Kochia)和苦艾{艾属),导致这个名字“steppe-tundra”来描述这个植被类型。现在还出现在steppe-tundra植物仅限于海岸(如矿渣的号角车前草、Plantago maritima),和属常见建筑商的废墟(例如,码头、Rumex)。一些生态学家研究过冰河时代表明,草原植被苔原是低二氧化碳水平的产物,弯曲的利基要求工厂不能正常生存在同一个placc。然而,它也可能是由于非常不同气候条件下raybet雷竞技最新icc时代的世界,与气候的组合属性不发生今天允许这些植物不同的生物群落一起成长。
山的植被也可能反应特别强烈低二氧化碳在冰川,因为二氧化碳已经有限的可用性在高空稀薄的空气。虽然冰期气候太冷了植被生长的raybet雷竞技最新山脉在高纬度地区,热带山区有植被成长到几千米。即便如此,在热带植被区山搬到了下坡的很长一段路在冰河时代。这肯定是部分由于全球气候的冷却时间,但植被变化对山脉似乎对应温度变化大于无生命的指标,如冰川限制将显示。raybet雷竞技最新有人建议,这种差异是由于cffcct低二氧化碳山上的植物:温度限制在他们的增长是可行的改变减少了二氧化碳,把他们仍然在更低的山。
我们可能期望在low-C02冰川阶段是一个更大的C4植物相对丰富,因为实验表明,他们更善于充分利用低浓度的二氧化碳。C4植物碳同位素组成特征,由于C4光合系统更强烈的区分不同的碳稳定同位素比C3系统文档。埋在土壤中提取的碳来自plants-reflects这种同位素composi——死去的地方
。如果它是由C4植物,它有更少的打火机~ C,更多的重L, C同位素。事实证明,至少在一些地方在热带非洲弧现在草原,草原土壤保存上次冰川有更多的C4植物的同位素组成,这表明C4植物中做得更好冰川环境。这是解释为低二氧化碳水平的影响,有利于当时C4草本植物在热带草原(尽管干旱的趋势可能产生同样的效果为C4植物做得更好更多干旱的气候raybet雷竞技最新)。然而,这一趋势并不一致;在其他地方土壤碳记录显示,C4植物不太丰富的草原的冰川时代。可能是在这种情况下冷却在冰河世纪主导;C4植物不要在凉爽气候。raybet雷竞技最新因为温度、干旱和有限公司:所有能影响C4植物的相对丰度,很难区分他们从彼此说真正在冰川更重要。
的环境怎么样,我们知道保持湿在上次冰河,因为植物是生长在浸饱水的土壤在吗?有沼泽网站在热带山区的布隆迪保持湿润,躺在整个时间自最后一个冰河泥炭。至少我们可以说干旱是删除一个因素,bccausc水中的植物的根。在这个网站,在上次冰河泥炭成分表明,有一个大转向C4植物在冰川,与现在相比。气候也在raybet雷竞技最新冰冷却器在这个网站,这将有利于C ?类型的植物,但仍转向C4。留下的唯一因素,在这种情况下似乎有限,支持C4物种可以光合作用速度快,二氧化碳是供不应求。也许在这里,我们看到一个例子直接冰川二氧化碳水平较低的二氧化碳效应确实出现明确。
正如预期的那样,化石叶片的气孔指数增长在low-C02冰川阶段是高于同一物种的间冰期。低co2引发增长反应增加二氧化碳的供应到叶,通过更多的气孔毛孔。一遍很好证实二氧化碳的变化影响了植物至少在某种程度上,尽管它实际上是多么重要在改变植被结构和成分仍然是未知的。一些线索可以从室内实验已经低于目前的二氧化碳水平下生长植物,类似过去冰川(200 ppm)。许多草本植物生长在这种情况下变成了更低的增长率(通常约低50%)比当他们生长在今天21世纪初(360 ppm)二氧化碳的水平。然而,目前还不清楚如果进化选择low-C02宽容的变异将关闭这个差距在现实世界low-C02情况。
8.15.1直接影响二氧化碳地质时间尺度更长
不确定多远有限公司:水平波动在地质时间尺度。在数千万,数亿年。一些计算基于平衡的速率火山推高二氧化碳,和二氧化碳的速度都是与岩石风化反应,表明一定是有相当大的波动在大气的二氧化碳水平地质时间,也许20倍或更多(第7章)。另一种方法来估计来自过去的二氧化碳水平观察叶片的气孔指数生活在每个阶段的地质历史。通过观察表面的保存完好的化石在显微镜下叶子,一个可以比较大量的气孔和相似的叶子在现代世界中,也许推断古大气中二氧化碳的浓度。例如,保存完好的木兰树叶从晚中新世
(700万岁)存款在荷兰有一个气孔指数,表明他们在有限公司:今天现有水平的两倍左右。概貌的气孔密度似乎同意相当不错,从平衡火山和岩石反应,支持这个想法,有几个十倍co2浓度的波动在过去几百万年。其他一些独立的二氧化碳水平在岩石的化学指标似乎证实了这些估计,而另一些人则不同意,所以这张照片可能是不完全清楚。然而,大多数地质学家研究过的证据似乎相信确实是主要的大气二氧化碳水平在地质时间的波动。
目前还不清楚这些二氧化碳的波动是有能力做植物的生态。据推测,在遥远的二氧化碳水平就越高地质历史中植物少drought-susceptible, becausc他们不需要打开气孔那么多得到他们所需要的碳。所以,他们将能更好地维持任何供应的水在根部。有人建议,上升到主导地位的开花植物(被子植物)在120年和6000万年前是由大量减少大气中的二氧化碳水平在同一时期。开花植物中常见的各种特性,但在其他类型的稀有植物,似乎有利于让水从根部快速的环境中,树叶经常缺水。例如,复杂的血管分支网络在开花植物的叶子,和开放的血管进行它们的茎,允许更好的运动的水。有人建议,低二氧化碳世界暴露的叶子大的干旱胁迫,因为他们不得不保持气孔开放时间带来足够的二氧化碳。开花植物,拥有正确的特性让叶子提供水,能够蓬勃发展在这些条件下,而其他年龄群体的植物被推出。这种断言的麻烦是,开花植物的崛起是一次性事件,我们不能重新运行在不同情况下:事实上可能存在其他原因这么做被子植物在他们第一次出现在早白垩世。
8.15.2古代湿润气候或高C() 2影响raybet雷竞技最新?
高二氧化碳水平会产生更多的华丽的植被,对于一个给定水平的降雨,在当今世界比我们通常会看到。这似乎在某些方面的一般方式植物化石记录;例如,潮湿的气候raybet雷竞技最新热带和温带雨林似乎占据了陆地表面大约5500万年前在第三纪早期,当时gcochcmical计算和气孔指数表明,二氧化碳水平可能是几倍。那的气候可能并不会出现潮湿,和高二氧化碳保护植物的水balraybet雷竞技最新ancc启用郁郁葱葱的植被下茁壮成长更少的降雨比现在的需要。然而,进一步在白垩纪,回到过去侏罗纪时期、岩石化学计算表明,二氧化碳含量比目前高20倍,然而半干旱的环境似乎已经相当普遍。
在随后的5000万年的超滑世界第三纪早期,干燥的植物化石raybet雷竞技最新气候植被如灌丛、草原和半沙漠变得越来越普遍。从岩石的指标,改变气孔指数在化石,gcochcmists表明二氧化碳水平下降。当然容易放下转变植被缺乏二氧化碳对植物更难维持水平衡,所以在许多地方森林再也无法生存。草,使用C4光合作用系统,成为普遍只在过去的700万年左右,留下化石碳同位素特征跟踪和土壤碳酸盐他们留下。因为C4草本弧擅长吸二氧化碳没有失去太多的水,有人建议,逐步降低二氧化碳浓度有利于传播。草一般的传播,尤其是C4草本,在过去的2000万年里,一直与各种动物的进化适应主要放牧草地。他们的存在可能欠的东西减少二氧化碳带来的戏剧性的传播草。
然而,它不太可能,二氧化碳对植物的影响水平衡弧整个故事在这个全球植被在过去的5000万年里的变化。植被的变化似乎过于戏剧性的二氧化碳直接效果,当然至少需要一些真正的降雨量下降。C4草本植物,而更有效地使用二氧化碳,现在也居住在干旱的环境中,和任何降雨下降也会喜欢他们。潮湿的世界5500万年前(也许因为也很暖和
613 cpdb (千分之几)
图8.9。数控的转变在北美沉积物,表明“接管”CA植物。
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图8.9。数控的转变在北美沉积物,表明“接管”CA植物。
“温室效应”,增加本身更高的二氧化碳或甲烷造成的部分)和气候模型预测,一个温暖的世界应该生产更多的降雨。raybet雷竞技最新此外,rain-blocking eficct一些山脉如喜马拉雅山和落基山脉可能是不像今天一样强烈。这些山脉是刚刚开始成长,仍然低得多,这允许雨水进入大陆地区的内部,现在非常干燥。再一次,很难分配任何特定植被独自co2的转变的一部分,因为很多事情改变了。
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