8月10日，《科学（Science）》在线发表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李飞团队和草地土壤健康与功能提升金轲团队的最新科研成果。该研究揭示大气水汽压差增加导致全球陆地生态系统水分利用效率饱和现象，为指导全球及我国生态安全建设提供新的思路。

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，对未来全球碳中和与碳达峰产生不利的影响。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），减少水分消耗，增强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。大气水汽压差增加削弱了生态系统二氧化碳施肥效应，同时增强了蒸散作用，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二氧化碳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。根据气候模型预测，大气水汽压差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。

该研究得到中国农业科学院农业科技创新工程与内蒙古自治区自然科学基金杰出青年培育基金项目的联合资助。（通讯员  乌兰巴特尔）

原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf5041