气候变化下的生存挑战：哪些树种将消失？小麦为何越种越“瘦”？

2025年4月11日北京时间15:00，全球植物理事会（The Global Plant Council）举办了一场主题为“赢家和输家：气候变化对森林和农作物的影响”（Winners and losers: Climate change effects on forests and crops）的网络研讨会。中国生物多样性保护与绿色发展基金会（简称中国绿发会、绿会）“海洋与湿地”工作组代表应邀参会，聆听了国际知名植物生理学家Daniel Way教授的前沿研究成果。Daniel教授通过详实的实验数据和长期观测结果，从北方森林光合效率的显著下降到主要粮食作物的产量损失与品质劣化，揭示了气候变化对陆地生态系统的复杂影响机制。这些发现不仅挑战了传统气候模型的预测框架，更警示我们：在全球变暖背景下，生态系统正面临前所未有的重组压力，而及时采取适应性措施已成为保障粮食安全和生态安全的当务之急。

会议主讲人是Daniel Way教授。她是澳大利亚国立大学的研究员，是植物应对气候变化领域世界知名的专家，其主要研究方向是气温升高和二氧化碳水平升高如何影响植物，尤其是在光合作用、呼吸作用、水通量和生长方面。她在植物科学和气候变化研究方面的贡献为她赢得了众多奖项，包括2018年入选加拿大皇家学会院士，以及2022年获得加拿大国家科学与技术研究中心（NSERC）的麦克唐纳奖学金。会上，她同大家探讨了气候变化如何塑造森林和农作物的未来，并提出了哪些物种可能在不断变化的环境条件下蓬勃发展，哪些物种可能面临困境。这些见解对于人类努力寻求农业和林业的可持续解决方案至关重要。会议内容主要分为两部分：第一部分关于北方森林，第二部分关于小麦等作物。

美国西部的红杉树。是坚韧和力量的象征，已经矗立了千年，是森林的默默守护者。它提醒着我们所有生命之间的相互联系，提醒着维持地球生命所必需的微妙平衡。摄影：刘茂胜 ©绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）
在北方森林部分，Daniel Way教授提到他们进行了温室实验来研究不同二氧化碳浓度和温升高度对树木幼苗的影响。结果发现，随着温度升高，云杉、黑松等常绿针叶树体内负责光合作用的关键酶Rubisco活性大幅下降，其光合作用也会随之明显减弱。相比之下，桦树等落叶树种在适度升温时适应性稍强。然而，传统气候模型往往低估了一种叠加效应的影响：野外观测显示，虽然树木理论上能适应更高温度，但实际叶片温度的上升速度比理论值更快，加之空气湿度降低，多种因素共同抑制了树木生长，因此现实情况往往比理论预测复杂。与此同时，更令人担忧的是温度持续升高对森林影响的长期趋势：研究人员分析了30多万个树木年轮样本后发现，过去几十年的持续升温和干旱已经显著抑制了北方森林的生长速度。不止于此，高温的危害还具有“滞后效应”，即前一年夏天的极端高温和干旱会持续影响次年的树木生长状况。这表明气候变化对森林的影响不仅是即时的****，更是一个********深远的累积过程。****

气候是植物分布以及其生产力的重要影响因素 图源：绿会代表参会截图

五种常见的北方树种 图源：绿会代表参会截图

在小麦研究部分，Daniel Way团队测试了不同小麦品种对于未来气候条件的适应情况。他们对加拿大与澳大利亚小麦品种的测试结果表明：在高温和高CO₂环境下，尽管CO₂浓度的提高在一定程度上促进了光合作用，但总体上小麦产量却下降了13%至17%，且籽粒的营养品质受到一定损害。面对热浪和极端干旱的叠加效应，研究人员们正积极筛选耐高温、抗高CO₂的作物品种，并结合智能灌溉、遮阴技术及遗传改良等措施来提高作物应对气候变化的韧性和复原力。

气候变化影响下的作物品质 图源：绿会代表参会截图

总体而言，Daniel Way教授领导的综合性研究不仅揭示了温度、CO₂浓度和大气干燥度等气候因子对森林和农作物生长的复杂调控作用，也为完善全球碳循环模型及推动农业与生态系统的可持续发展提供了重要数据支持。同时，这些研究也预示着未来生态系统的物种结构及多样性可能发生重大变化。最后，Daniel Way教授提出，未来研究有必要聚焦热带森林对气候变化的响应机制以及作物根系-微生物互相作用机制，为全球碳循环模型与农业可持续发展提供更全面的关键数据支持。

气候变化影响下的作物品质 图源：绿会代表参会截图

总体而言，Daniel Way教授领导的综合性研究不仅揭示了温度、CO₂浓度和大气干燥度等气候因子对森林和农作物生长的复杂调控作用，也为完善全球碳循环模型及推动农业与生态系统的可持续发展提供了重要数据支持。同时，这些研究也预示着未来生态系统的物种结构及多样性可能发生重大变化。最后，Daniel Way教授提出，未来研究有必要聚焦热带森林对气候变化的响应机制以及作物根系-微生物互相作用机制，为全球碳循环模型与农业可持续发展提供更全面的关键数据支持。

摄影©绿会融媒·海洋与湿地

参加此次研讨会让我深刻认识到，气候变化对植物的影响呈现出比传统模型预测更为复杂的系统性特征。更值得注意的是，这些负面影响往往具有滞后性和累积性特征，即前一年的极端气候事件会持续影响次年的植物生长状况。不止于此，在农业生产方面，虽然CO₂施肥效应能在一定程度上缓解高温胁迫，但其整体减产趋势和品质下降问题仍然突出。这进一步凸显出加快耐逆品种选育、优化智能灌溉系统以及深化根系-微生物互作机制研究的紧迫性。作为生物多样性保护领域的实践者，我认为这些研究成果不仅为完善全球碳循环模型提供了关键数据支撑，更对全球气候治理提出了新的要求，即人类亟需建立跨国界、跨部门的协同机制以应对全球气候变化。

（注：本文为绿会代表基于参会记录整理的信息，以及参会感悟，仅供了解和参考，不代表平台观点。欢迎留言、讨论。）

作者 | 李想

审核 | Samantha

排版 | ms