全球暖化後,植物也可能加劇空氣品質惡化

作者 | 發布日期 2023 年 10 月 18 日 7:40 | 分類 環境科學 , 生態保育 , 生物科技 line share follow us in feedly line share
全球暖化後,植物也可能加劇空氣品質惡化


植物通常有改善空氣品質的能力,既能行光合作用產生氧氣,又可吸收有毒氣體。然而密西根州立大學最新研究表明,全球氣溫飆升,橡樹和楊樹等植物將釋放過多異戊二烯化合物(isoprene),造成空氣污染。研究成果刊登於 10 月《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)。

異戊二烯是揮發性有機分子,會在空氣迅速擴散,對植物而言,有助減緩高溫和氧化壓力的影響,避免細胞損傷,植物還可能利用異戊二烯當作植物溝通的媒介,影響鄰近植物生長和防禦機制。某些植物會釋放異戊二烯,以抵禦害蟲或天敵侵擾。故異戊二烯釋放是植物生理過程,有助適應環境變化和壓力。

領導研究的湯瑪斯‧夏基(Thomas D. Sharkey)教授,早在50年前還是博士班學生時,就開始研究植物如何產生異戊二烯。他表示,植物釋放異戊二烯是地球排放量僅次甲烷的碳氫化合物,但很少有人注意。

異戊二烯唯一登上新聞版面,是 1980 年代美國前總統雷根 (Ronald Reagan) 錯誤聲稱樹木會釋放異戊二烯,對空污的貢獻不亞於汽車。雷根有此說法有其原因。當異戊二烯與燃煤發電廠或汽車廢氣的氮氧化物接觸,發生化學反應後就會產生臭氧等對人類和植物有害的產物(註)。

但植物釋放異戊二烯濃度通常不高,且很快就會散逸,不至於對人體健康有害。更重要的是,如果沒有電廠、汽車廢氣,根本不會產生臭氧等有害物質,這導致城市下風處空氣品質往往比城市還差,因乾淨空氣流經城市時會吸收大量氮氧化合物,再流過森林時與異戊二烯發生反應又產生更多有毒物質。

夏基教授團隊已發現,某些植物行光合作用時會產生異戊二烯,二氧化碳會抑制異戊二烯,高溫則有促進作用。研究就是想釐清全球氣候變遷時,兩個因素哪種勝出?結果顯示,高溫勝過二氧化碳。當溫度達 35°C,二氧化碳就不再具抑制作用,此時樹葉會「瘋狂」釋放異戊二烯。楊樹葉子在氣溫 10°C 時異戊二烯排放量會增加超過十倍。若人類不改善氮氧化合物排放,空氣污染惡化將難避免。

雖然研究結果如此,夏基教授並不建議為了減少異戊二烯,就大量砍伐樹木。因為植物能吸收二氧化碳減少溫室氣體,蒸散作用也能幫助降溫,絕對是人類對抗全球暖化的重要關鍵。至於減少空污,他的建議是「更有效控制氮氧化物排放」。

註:高空臭氧層可吸收紫外線,減緩陽光對地球生物的衝擊。但臭氧若出現在地表,會對生物造成傷害,刺激眼睛、呼吸道黏膜,長期暴露會導致過敏性結膜炎及過敏性鼻炎等。

(首圖來源:Pixabay