我们应该砍掉所有橡树吗？科学家发现这种树木与空气污染之间的联系

一项新的研究强调了橡树与环境之间的复杂关系。随着地球变暖，橡树等植物会释放出更多的异戊二烯，这种化合物会降低空气质量。然而，这种化合物也有利于清洁空气和增强植物的抗逆性。虽然有人建议减少种植此类树木，但研究人员认为更好的办法是控制氮氧化物污染。

这是一个简单的问题，听起来有点像一个温和的建议。

密歇根州立大学植物恢复力研究所大学特聘教授汤姆-夏基（TomSharkey）问道："我们是否应该砍掉所有的橡树？"

夏基还在密歇根州立大学能源部植物研究实验室和生物化学与分子生物学系工作，当然，夏基并不是真心建议我们砍掉所有的橡树。不过，他的问题还是很诚恳的，这是由他的团队最近发表在科学杂志《美国国家科学院院刊》上的最新研究引起的。

研究小组发现，在地球变暖的情况下，橡树和杨树等植物会排放出更多的化合物，而这种化合物会加剧空气质量差的问题，导致颗粒物质和低大气臭氧的产生。

问题是，同一种被称为异戊二烯的化合物也能改善清洁空气的质量，同时使植物更能抵御昆虫和高温等压力。

"我们是想让植物制造更多的异戊二烯，从而提高它们的抗逆性，还是想让它们少制造一些异戊二烯，从而避免空气污染恶化？怎样才是正确的平衡？"夏基问道。"这些都是推动这项工作的根本问题。我们了解得越多，就能越有效地回答这些问题。"

聚焦异戊二烯

自20世纪70年代在密歇根州立大学攻读博士以来，夏基一直在研究异戊二烯以及植物如何产生异戊二烯。

植物产生的异戊二烯是地球上排放量第二高的碳氢化合物，仅次于人类活动排放的甲烷。然而，大多数人从未听说过它，"长期以来，它一直处于幕后，但它却非常重要，"夏基说。

20世纪80年代，时任美国总统的罗纳德-里根谎称树木造成的空气污染比汽车还严重，这让它声名鹊起。然而，这种说法也有一定的道理。

异戊二烯与燃煤发电厂和汽车内燃机产生的空气污染中的氧化氮化合物相互作用。这些反应会产生臭氧、气溶胶和其他副产品，对人类和植物都不利。

夏基说："有一种有趣的现象，空气在城市上空流动，吸收氮氧化物，然后在森林上空流动，产生有毒物质。城市下风向的空气质量往往比城市本身的空气质量更差。"

现在，在美国国家科学基金会的支持下，夏基和他的团队正在努力更好地了解植物制造异戊二烯的生物分子过程。研究人员对这些过程如何受到环境影响尤其是气候变化的影响尤为感兴趣。

在研究小组发表新论文之前，研究人员知道某些植物在进行光合作用时会产生异戊二烯。他们还知道，地球面临的变化正在对异戊二烯的产生产生竞争性影响。也就是说，大气中二氧化碳的增加会降低异戊二烯的产生率，而温度的升高则会加快其产生率。MSU团队发表新论文的一个问题是，究竟哪种影响会胜出。

新报告的第一作者、沙基研究小组的博士后助理研究员阿比拉-萨胡（AbiraSahu）说："我们一直在寻找高二氧化碳条件下异戊二烯生物合成途径的调节点。科学家们长期以来一直在努力寻找这一发现，"Sahu说。"最后，我们终于找到了答案。"

"对于生物学家来说，这篇论文的关键在于我们确定了二氧化碳（CO2）所减缓的特定反应，"夏基说。"有了这一点，我们就可以说温度效应胜过二氧化碳效应。当温度达到华氏95度（摄氏35度）时，基本上就没有二氧化碳的抑制作用了。异戊二烯会疯狂地涌出。"

在使用白杨植物进行的实验中，研究小组还发现，当一片叶子的温度升高10摄氏度时，它的异戊二烯排放量会增加十倍以上。在沙基实验室工作的助理教授穆罕默德-莫斯托法（MohammadMostofa）是新报告的另一位作者。

这一发现将有助于研究人员更好地预测植物未来会排放多少异戊二烯，并更好地应对其影响。但研究人员也希望它能帮助人们和社区在此期间做出明智的选择。

莫斯托法说，"我们可以做得更好，在密苏里大学这样一个拥有两万多棵树的地方，这可能意味着未来要种植更少的橡树，以限制异戊二烯的排放。"

至于如何处理已经排放异戊二烯的树木，夏基有一个不涉及砍伐的想法。

夏基说："我的建议是，我们应该更好地控制氮氧化物污染。"