挑战权威观点！中国农科院再发Science

过去几十年，二氧化碳施肥效应显著增强了全球陆地生态系统碳汇潜力。然而，随着气候的持续变暖，空气干燥度显著增加，很可能成为陆地生态系统增汇潜力的主要限制因素，从而对未来全球碳中和与碳达峰产生不利的影响。

2023年8月10日，中国农业科学院草原研究所（第一单位）李飞团队及新罕布什尔大学肖劲锋共同通讯在Science 在线发表题为“Global water use efficiency saturation due to increased vapor pressure deficit”的研究论文，该研究揭示了大气水汽压差增加导致了全球陆地生态系统水分利用效率饱和的现象，为指导全球及我国生态安全建设提供了新的思路。该研究挑战了目前的观点，即WUE的增加是由生态系统光合作用的增强和气孔导度的降低导致的。该研究为正确认识陆地碳库与碳中和提供了新视角，即人类依赖自然生态系统来实现碳中和可能会受到气候变暖的不利影响，这对指导全球及我国生态系统安全建设具有重要的意义。

生态系统的碳同化效率与水汽蒸散比即生态系统水分利用效率（WUEeco）是衡量生态系统固碳潜力与活性的重要指标，大量的研究认为随着大气二氧化碳浓度的上升，叶片内部二氧化碳分子会处于过饱和状态，从而迫使叶片的气孔导度降低（气孔关闭），从而减少了水分消耗，增强了生态系统水分利用效率。但目前对全球陆地生态系统水分利用效率的准确估算及其综合环境影响仍然不明。

研究通过使用多种机器学习模型，融合全球通量观测网络、卫星遥感观测、以及气候在分析数据对全球陆地生态系统的水分利用效率进行了升尺度估算，综合分析了二氧化碳施肥作用、气候变化和生态系统化学计量变化对植物光合速率与水分消耗的综合影响。研究发现，全球陆地生态系统的水分利用效率增长自2001年以来出现了明显的停滞，大气水汽压差（VPD）的增加是导致陆地生态系统的水分利用效率增长停滞的主要原因。VPD增加削弱了生态系统CO2施肥效应，同时增强了蒸散（ET）作用，从而导致陆地生态系统水分利用效率趋于饱和。该研究对之前观点所认为的CO2施肥效应会导致植物叶片气孔导度降低从而减少了水分消耗提出了质疑。未来CMIP6气候模型预测VPD会随着温度的增加持续增加，预示着土壤水分会向大气快速转移，从而影响到生态系统的稳定性与固碳潜力。研究表明气候变化的负效应会持续的削弱陆地生态系统碳汇潜力，从而对未来全球碳中和与碳达峰产生不利的影响。

原文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf5041

李飞研究员

1982年7月出生，现任农业农村部草地与农业生态遥感重点实验室主任，中国农业科学院草原研究所草地遥感智能感知与防灾减灾团队首席科学家，中国农业科学院“青年英才”计划、内蒙古自治区“草原英才”工程以及内蒙古自治区杰青入选者，主要从事星-空-地遥感技术集成应用研究，研究内容涉及全球及区域尺度生态参量遥感多尺度反演、植被碳水循环、无人机遥感植被表型监测、机器学习以及大数据应用开发等。发表学术研究论文40余篇，先后在美国田纳西大学、密西根州立大学、中国科学院从事学术研究工作。参加的项目包括美国NSF、NASA、美国能源部、美国安全局、欧空局等多项国际重大研究计划。主持的项目包括中国农科院农业科技创新工程、国家自然科学基金以及国家重点实验室开放基金项目10余项。

转自：“iPlants”微信公众号

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