随着加拿大出现创纪录降雪，滑铁卢大学一项新研究将关注点投向积雪中的微量工业污染物。研究人员表示，积雪夹带的污染物可能改变阳光到达地表的方式，并对脆弱生态环境产生影响。

研究将“黑碳”列为关键因素。黑碳是一种由化石燃料不完全燃烧产生的煤烟状污染物，来源包括车辆尾气、工业排放及其他燃烧活动。研究团队指出，黑碳除被认为与变暖相关外，还可能通过改变积雪下方的“光环境”，影响植物生长过程。

研究人员强调，即使在冬季最寒冷时期，仍有部分阳光能够穿透积雪到达土壤、种子和植被。积雪对不同波长光线的透过并不一致：它会传播某些波段，同时吸收对生物过程重要的其他波段，这些过程包括种子发芽、低温激活耐受性以及叶绿素生成等，从而影响积雪下植被的发育。

与此同时，积雪还会反射特定波长的光。研究称，这些反射光可能扰乱植物休眠状态并刺激茎的生长，进而影响高等植物的发育。

在论文中，滑铁卢大学计算机科学教授Gladimir Baranoski表示，研究结果显示，即便积雪中黑碳含量仅为几十亿分之一，也可能对植被生长模式产生显著影响；黑碳会改变穿透积雪的光波长分布，从而扰乱自然周期。

该团队的研究以两篇论文形式发表，题为《黑碳对积雪与植被相互作用的影响，及其对环境反馈循环和气候变化的作用》以及《密度及黑碳含量变化对自然条件下积雪高光谱反射率的综合影响》，均收录于《农业、生态系统与水文学遥感XXVII》。

研究人员通过计算机模拟，评估不同黑碳含量对积雪反射至大气以及透射至地表光线的影响。模拟结果显示，部分特定波长出现明显变化。研究团队称，这些变化与在部分高纬度和高海拔地区观察到的“绿化”现象相符，即植被似乎扩展或提前出现。

研究进一步指出，在通常积雪覆盖期较长的地区，植物可能出现提前生长，或不同类型植被在竞争中获得优势。团队表示，其发现与一些北方地区森林扩展的相关报告一致，同时在改变的条件下，某些低矮植物可能更难发育。

研究人员认为，上述变化之所以重要，在于北方与高山生态系统对短暂生长季和可预测的积雪覆盖具有高度适应性。一旦植物提前生长或物种竞争格局改变，影响可能波及生物多样性、栖息地，以及景观层面的碳储存与释放。

在方法上，该研究基于Baranoski与计算机科学博士毕业生Petri Varsa开发的积雪光线交互模型，并结合全球科学家收集的实地测量数据。研究团队称，该模型可用于调整并预测积雪发射光线的变化，而这类变化与气候变化相关的驱动过程有关。

研究团队表示，尽管本次工作聚焦黑碳，下一步将把研究范围扩展至“棕碳”污染，即由燃烧有机物（如森林火灾）产生的污染物。