氣候暖化促進了植物成長，但也讓地球變得更「渴」

上升的 CO₂濃度和一個暖化的地球代表植物會長得更大，也有更長的時間把陸地吸乾。這對人類的水源供應而言是個壞消息。

在本世紀結束前，植物可能會消耗掉更多的水，讓住在北美、歐洲和中亞的人們能使用的水變少──就算下雨和降雪增加也一樣，一份11月初發表在《自然地球科學》（Nature Geoscience）期刊的新研究這樣描述。

植物是水循環的主要調節者，影響60%從陸地流往大氣的水分。現在有研究顯示，氣候變遷是如何經由好幾個途徑改變著這個重要的循環。

「植物就像是大氣的吸管，控制著水如何從陸地流向大氣。」這份研究的主要作者──達特茅斯學院（Dartmouth College）的氣候地理學家賈斯丁．曼金（Justin Mankin）說。

在未來數十年內如果二氧化碳（CO₂）的排放量沒有大幅減少，到本世紀末，大氣的 CO₂含量會變成將近2倍，而全球平均溫度則會上升攝氏4到6度。未來的這種更熱又充滿CO₂的環境，就如同把暖氣調大後再把 CO₂打進溫室。假設沒有其他如營養缺乏等因素的限制，可能的結果就是讓植物爆發性成長。不過這樣一來，留給人類使用的水會大量減少，曼金在一次訪問裡說。

氣候變遷會從三方面影響植物的生長。首先，當 CO₂濃度上升，植物行光合作用所需的水會變少。這個影響有充分的資料可證實，過去一直被認為代表會有更多淡水可供給土壤和河川。然而第二種效應會抵銷它：當世界變得較暖，就表示會有更長、更暖的生長季，這讓植物有更多時間生長和消耗水，進而旱化土地。

如今研究人員指出了第三種效應：當 CO₂濃度升高，它會放大光合作用。植物在這種較熱、富含 CO₂的環境裡會長得更大、有更多葉片。這表示下雨時會有更多潮濕的葉片，也創造出更多表面積、發生更多蒸發作用。電腦模擬顯示這種葉面蒸發作用的增加對逕流和土壤水分（soil moisture）有很大的影響，曼金說。

曼金的團隊共使用16個不同的氣候模型，搭配了一些變數的歷史資料，包括降雨量、葉面蒸發量、土壤蒸發量、葉面積指數（leaf area index）、土壤水分等，以及其他能更準確複製過去情況的變數。而未來氣候的變數如地表氣溫和CO₂濃度也被加入模型中，以了解它們會如何影響全球水循環。

雖然各地的植物在一個更熱、富含 CO₂的世界會消耗更多水分，但北部和熱帶地區預計會有足夠的降雨，抵銷掉植物成長所增加的用水量，曼金說。

這個研究的精華重點是：升高的CO2濃度和暖化的溫度二者合起來的影響是增加植物消耗的水量，而這會導致中緯度地區──包含北美洲、歐洲和中亞等地方的河川與溪流的水量下降。

關於用水量的壞消息

高 CO₂濃度對植物的影響是否會增加陸地的可用水量（water availability），長期以來一直受到討論，全球知名的水專家、同時也是致力於解決全球水資源問題的太平洋研究所（Pacific Institute）前任所長的彼得．葛理克（Peter Gleick）說。

「在更準確模擬整體生物量的增加，包括林冠之後，」這個研究得到的是「一個肯定、相反和可說是『壞消息』的結論：上升的 CO₂濃度和相關的氣候變化會使得可用水量變得更少，而不是改善狀況，」沒有參與這份研究的葛理克說。他說這個結果「對美國西部幾乎肯定是個壞消息。」

先前的氣候研究已經發現在 CO₂排放量維持不變的情況下，美國西南部和中部大平原區（central Great Plains）有高達80%的機率會在2100年前遭遇到一個長達35年或更久的「超級旱災」（megadrought）。適度減少排放量也只會將風險降到60%。而模型預測的超級大旱，還不包含這個新發現提到的植被改變會如何讓情況更加惡化，葛理克說。

如今的大氣已經有更多 CO₂了，氣候也更溫暖。來自衛星資料的證據顯示過去40年來植被的增加量相當明顯，曼金說。不過他也提到，雖然生長季節也變得愈來愈長，但也很難將地球最近的綠化完全推給氣候變遷，因為過去100年間地貌受到太多人為改變了。