我国科学家揭示全球陆地生态系统水分利用效率增长停滞现象

2023-08-28 18:31:26 新华网


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新华网呼和浩特8月28日电(记者魏婧宇)记者从中国农业科学院草原研究所获悉,该所李飞研究员联合美国新罕布什尔大学肖劲锋教授等国内外科学家团队,揭示了大气水汽压差(空气干燥度)增加导致全球陆地生态系统水分利用效率增长停滞的现象,为指导全球及我国生态安全建设提供了新的思路,相关研究成果近日发表于《科学》杂志。

李飞科研团队研究发现,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,从而对未来全球碳达峰与碳中和产生不利的影响。

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。由于大气中的二氧化碳浓度升高,植物光合作用增强,这些植物通过吸收大气二氧化碳减缓温室效应。之前的大量研究认为,随着大气中的二氧化碳浓度的上升,植物叶片内部二氧化碳分子会处于过饱和状态,迫使叶片的气孔关闭,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。

李飞科研团队研究发现,全球陆地生态系统的水分利用效率增长自2001年以来出现了明显停滞,气候持续变暖,空气干燥度的增加显著削弱了生态系统二氧化碳施肥效应,同时增强了蒸散作用,这意味着植物通过蒸腾和土壤蒸发作用使得大量水汽散失到大气中,在很大程度上会增加植被受干旱胁迫程度。

该研究对之前观点所认为的二氧化碳施肥效应会导致植物叶片气孔关闭从而减少水分消耗提出了质疑。未来气候模型预测,空气干燥度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,对全球碳达峰与碳中和产生不利影响。

李飞认为,我国三北地区的草原保护修复和荒漠化防治工作是确保生态安全的重要举措,但全球气候持续变暖、植物和地表水分蒸发加快、水资源供给压力增大,很可能对我国北方生态安全屏障建设带来影响,建议生态系统恢复与工程建设应综合考虑水资源供给与可持续利用问题,确保生态安全建设长治久安。