研究人员发现由于气候变化全球植物用水效率陷入停滞
随着气候变化导致大气中二氧化碳含量迅速上升，科学家们普遍认为，这种增加可能有助于改善植物消耗水的方式，即水利用效率 (WUE)。人们认为，较高水平的水分利用效率意味着植物消耗更少的水，但吸收更多的大气碳，促进生长并有助于减轻气候变化的影响。然而，新罕布什尔大学研究人员的新发现发现，自 2001 年以来，水资源利用效率一直停滞不前，这意味着植物吸收的二氧化碳减少，消耗了更多的水，这可能对碳循环、农业生产产生影响和水资源。
“我们观察到，从 1982 年到 2016 年，用水效率总体显着提高，其中 1982 年到 2000 年大幅上升，但此后用水效率似乎陷入停滞，”新罕布什尔大学地球系统研究中心研究教授肖景峰说。“二氧化碳的增加使绿色植物生长得更快，更有效地利用水，但这项研究表明，科学家认为可能有助于实现碳中和的一些基于自然的方法可能会因气候变暖的不利影响而受到破坏。而且植物利用水的效率并不像科学家预期的那样。”
在气温升高和大气二氧化碳含量增加的情况下，碳增加和水损失之间复杂的权衡涉及多方面的动态，但人们对此知之甚少。他们的 研究最近发表在《科学》杂志上研究人员利用卫星和微气象 FLUXNET 数据以及机器学习/人工智能，为五种主要植被类型(森林、灌木丛、稀树草原、草原和农田)开发了 24 个模型。他们研究了每个生态系统对二氧化碳吸收的潜在影响和限制，发现卫星驱动的模型表明自 2001 年以来植物生长反应减弱，植物用水量持续增加，这可能是由于蒸气压赤字 (VPD) 上升所致。空气中实际存在的水量与空气中可容纳的水蒸气量之比。随着 VPD 的增加，它可能会减慢或抑制光合作用并增加植物的耗水量，从而削弱植物生长并降低全球生态系统的水利用效率。
研究人员表示，这一趋势可能表明，与气候变化相关的气温上升以及预计的 VPD 增加可能会影响未来的全球土地碳水平(这些碳水平主要储存在森林和其他生态系统中)，并可能影响水循环和植物生长。他们指出，考虑了许多因素，WUE 的饱和似乎并不是植被再生、土地覆盖或光合作用养分限制(如氮或磷过多或过少)变化的结果。
研究作者包括主要作者李飞，中国农业科学院;Jiquan Chen 和 Michael Abraha，密歇根州立大学;阿什利·巴兰坦 (Ashley Ballantyne)，蒙大拿大学;金柯和李兵，中国农业科学院;和兰吉特·约翰，南达科他大学。
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