亚利桑那大学牵头的研究显示，随着气候变化加剧，叶片和植被冠层的升温速度将超过周围空气。该研究发表于Nature Communications，并警告许多模型以空气温度代替植物热应激，因此可能低估对生态系统和碳循环的影响。
预测表明，到2085至2099年，冠层温度与空气温度之间的差值将增加约0.11°C，相当于这一温差扩大16%。数字看似很小，却会直接影响光合作用、呼吸和蒸腾等对温度阈值敏感的过程。决定这些机制何时失效的是植物表面温度，而不只是空气温度。
叶片接受太阳辐射，其温度可明显高于周围环境，就像暴露的地表比空气更热。植物通过蒸腾调节部分热量，把水输送到叶片并依靠蒸发降温。当空气过热过干时，失水速度可能超过根系从土壤补水的能力。
在水分亏缺下，许多植物关闭气孔并减少光合作用与蒸腾以保存水分。这种反应限制二氧化碳进入，也失去蒸发冷却，使叶片进一步升温。同时，进入周围空气的水汽减少，形成热、干燥与植物活动下降之间的反馈。
最大温差预计出现在未来更干燥的地区，但热带生态系统同样令人担忧。许多热带物种在相对狭窄的温度波动中演化，对轻微变化也可能敏感。生产力下降或死亡增加会改变植被分布、栖息地以及森林从大气中移除二氧化碳的能力。
影响不只涉及碳。植被释放的水汽参与云和降水形成；若植物减少蒸腾，大气湿度、降雨格局和到达地表的辐射都会改变。较少的光合作用使更多二氧化碳留在空气中，较少的水汽又能改变区域气候，两条途径都可能强化变暖。
研究人员建议在地球系统模型和适应评估中明确纳入冠层温度。这需要更好的地表观测、遥感传感器和不同生态系统的实地测量。修正模型不能消除影响，却能更准确地识别哪些森林、作物和地区最先触及生理耐热极限。
