在巴西馬瑙斯的雨林深處，一座座觀測塔矗立在樹冠之上。幾十年來，塔上的傳感器日夜不停地記錄著亞馬遜的“生命體征”：包括它的溫度、濕度、太陽輻射以及碳通量。長期以來，這里的數據波動遵循著熱帶雨林特有的季節性規律。

（Berkeley News)

但最近幾年，科學家們發現，這些數據正在偏離正常軌道。

本周，在 Nature 的一項最新研究中，加州大學伯克利分校與巴西國家亞馬遜研究所（INPA）等機構確認了這一異常現象：亞馬遜雨林正在經歷一種數千萬年來未曾有過的“熱干旱”，科學家稱之為“超熱帶”氣候（hypertropical climate）。

在這種極端條件的影響下，樹木的死亡率比正常年份激增了 55%。如果溫室氣體排放得不到遏制，這種目前僅在極端年份出現的熱干旱，到本世紀末可能成為亞馬遜的常態。

圖 | 團隊論文（Nature）

在地球的歷史上，類似的高溫且伴隨極端干旱的熱帶環境，可能要追溯到數千萬年前的中新世（Miocene）。

而現代亞馬遜雨林中的植被，是在相對溫和的氣候下演化而來的。可以說，它們從未經歷過如此嚴酷的生存挑戰。

這場氣候危機的背后，是全球變暖與厄爾尼諾等異常氣候模式的疊加效應。當厄爾尼諾導致降水減少時，全球變暖所抬高的基礎氣溫，又使大氣對水分的需求呈指數級增長。

此時的大氣如同一塊極度干燥的海綿，持續且劇烈地從土壤與植被中抽吸水分。

然而，大氣究竟如何逐步一步步“殺死”樹木？揭示這一過程，或許能為逆轉雨林衰退提供關鍵線索。

樹木生死閾值：0.32-0.33

為了深入了解這個機制，研究團隊進行了一項跨度極大的實地研究。他們結合了長達 30 年的森林樣地監測數據（BIonTE 項目），以及在 2015 年和 2023 年兩次強厄爾尼諾干旱期間部署的生理學傳感器數據。

在巴西馬瑙斯附近的觀測點，科學家們給樹木安裝了精密的液流傳感器，實時監測樹液的流動；土壤水分傳感器被埋入地下，記錄根系可用的水量。

數據顯示，在樹木的生死之間，存在一個具有高度一致性的生理學臨界點：土壤體積含水量 0.32-0.33。

當土壤含水量在 0.32-0.33（即土壤孔隙中約三分之一由水填充）時，樹木的水分調節機制將難以抵抗大氣的蒸騰拉力而失效。在此之前，樹木尚能通過調節氣孔開度來維持水分平衡；一旦土壤含水量跌破該臨界值，樹木蒸騰速率會急劇下降，并觸發致命的連鎖反應。

（Nature）

首先是“水力失效”。在高溫與干旱共同作用下，樹木木質部導管內的水柱張力急劇增大。當張力超出其承受極限時，空氣會進入導管形成氣泡栓塞，阻礙水分向上運輸。該過程類似于人體血管中發生空氣栓塞導致缺血的情形。一旦水分輸送中斷，樹冠部分將迅速脫水，最終導致樹木死亡。

其次為“碳饑餓”。為減少水分流失，樹木會關閉葉片氣孔，但同時亦阻斷二氧化碳吸收途徑，致使光合作用停滯。在持續的熱干旱脅迫下，樹木逐漸耗盡儲存的碳水化合物，最終因能量枯竭而死亡。

團隊負責人杰夫·錢伯斯強調：“值得注意的是，這一土壤水分閾值在不同年份與不同干旱事件中表現出高度的一致性。這表明亞馬遜森林對水分脅迫的耐受存在相對固定的物理極限，而當前氣候條件正頻繁突破該極限。”

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不同樹種的"自然選擇"

不過，并不是所有的樹木在熱干旱面前都表現得同樣脆弱。基于 BIonTE 項目積累的 30 年統計學數據，研究人員發現，森林內部也正在進行篩選。

數據顯示，在所有樹種中，生長速度快、木材密度低的“先鋒樹種”死亡率最高。這類樹木通常在森林受到干擾（如自然倒伏或人為伐木）后迅速占據生長空間。可是，由于生長速度過快，其疏松的木質部結構在極度干旱面前缺乏抵抗栓塞的能力。

相比之下，生長緩慢、木材致密的硬木樹種展現出了較強的韌性。

這說明，次生林（Secondary Forests）比原始森林更脆弱。

在亞馬遜地區，人類活動導致了大量的森林退化和再生，形成了廣闊的次生林帶。這些森林中充斥著快速生長的先鋒樹種。隨著熱干旱頻率的增加，這些本應作為生態恢復希望的次生林，反而可能成為第一批倒下的受害者。

這種選擇性的死亡正在改變森林的物種組成。雖然從長遠的進化角度看，這可能會篩選出更耐旱的物種，但自然演化的速度遠不及氣候變化的速度。

在新的平衡建立之前，亞馬遜可能會經歷生物多樣性的顯著下降和森林結構的簡化。這種結構性變化不僅影響生物棲息地，更直接削弱了森林的生態服務功能。

未來，情況還會更糟

目前的熱干旱還只是偶發事件，主要集中在厄爾尼諾年份。但研究團隊利用 CMIP6（第六次國際耦合模式比較計劃）和 E3SM 等地球系統模型的預測顯示，未來情況不容樂觀。

模型預測，如果人類社會維持目前的高排放路徑（SSP5-8.5 情景），到 2100 年，這種導致樹木大規模死亡的極端氣候條件將不再是偶發事件，而可能成為亞馬遜部分地區的常態。屆時，每年出現熱干旱條件的天數可能高達 150 天。

這一變化的影響范圍也將遠遠超出南美洲。

因為亞馬遜雨林是地球上最重要的陸地碳匯之一，每年吸收大量人類排放的二氧化碳，而熱干旱正在削弱甚至逆轉這一功能。

若亞馬遜雨林繼續遭遇熱干旱，將觸發惡性循環：氣候變暖加劇樹木死亡，死亡樹木釋放更多二氧化碳，進而進一步加速全球變暖。類似的“超熱帶”氣候條件也可能出現在非洲剛果盆地和東南亞熱帶雨林。

倘若全球三大熱帶雨林同時陷入此類氣候困境，地球氣候系統的穩定性將面臨前所未有的挑戰。

圖 | CMIP6 預測情景下超熱帶氣候的時空演變 （Nature）

盡管預測并不樂觀，錢伯斯教授和他的團隊認為，目前的情況實際上為人類提供了自救的窗口期。

“今天的極端熱干旱，就是未來氣候的預演，”研究指出。通過現在觀察森林在極端條件下的反應，科學家們得以識別出哪些區域、哪些樹種最脆弱，從而為未來的保護和管理提供科學依據。

這一發現對森林管理策略提出了具體要求。例如，在進行退化森林的恢復項目時，不能僅追求覆蓋率和生長速度，而應優先考慮引入那些木材密度高、抗旱能力強的樹種，以提高未來森林抵御“超熱帶”氣候的韌性。

同時，保護現存的成熟森林顯得尤為重要，因為它們擁有更復雜的結構和更具抵抗力的物種庫。

當然，所有適應性措施的前提是減緩氣候變化的整體趨勢。錢伯斯強調，未來的劇本并非已經寫定。“這一切取決于我們做什么，”他說，“我們要在這個多大程度上創造這個超熱帶氣候，取決于我們對溫室氣體排放的控制。”

如果能夠遵循《巴黎協定》的低排放路徑，這種極端氣候的出現頻率將大大降低，給森林留出適應和調整的時間。反之，如果任由排放失控，亞馬遜將不得不面對一個它在進化史上從未處理過的生存危機。

1.https://www.nature.com/articles/s41586-025-09728-y

2.https://news.berkeley.edu/2025/12/10/a-new-hypertropical-climate-is-emerging-in-the-amazon/