人類活動(dòng)如工業(yè)及汽車尾氣排放、生物質(zhì)燃燒等導(dǎo)致全球不同區(qū)域的大氣氣溶膠濃度顯著增加。氣溶膠濃度上升可同時(shí)改變地表輻射、溫度和水分條件，從而影響陸地生態(tài)系統(tǒng)碳水循環(huán)。然而，由于控制試驗(yàn)開(kāi)展難度較大，野外觀察受多種環(huán)境因子協(xié)同變化影響，氣溶膠如何影響植被碳水生理過(guò)程的研究仍很有限，限制了對(duì)相關(guān)機(jī)理的認(rèn)識(shí)。

國(guó)家植物園（南園）劉玲莉研究組在北京森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站開(kāi)展了長(zhǎng)期的野外研究，監(jiān)測(cè)了不同氣溶膠天氣下樹(shù)木葉片光合、蒸騰、莖干液流、莖干生長(zhǎng)等系列生理指標(biāo)及相關(guān)的環(huán)境數(shù)據(jù)，結(jié)合多種統(tǒng)計(jì)模型和機(jī)器學(xué)習(xí)方法，在葉片和冠層水平揭示了氣溶膠的氣候效應(yīng)對(duì)植被碳水過(guò)程的影響機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)，氣溶膠濃度升高可顯著降低空氣水汽壓差（VPD），同時(shí)減少地表總輻射，兩個(gè)過(guò)程對(duì)冠層外部陽(yáng)生葉片光合作用的影響相互抵消，但均導(dǎo)致蒸騰作用下降，從而提高了陽(yáng)生葉水分利用效率；同時(shí)，氣溶膠覆蓋下，散射輻射明顯增加，促進(jìn)了冠層內(nèi)部陰生葉片的光合作用，但對(duì)其蒸騰作用影響較小，因此提高了陰生葉的水分利用效率。對(duì)莖干生長(zhǎng)和莖干液流高頻監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，高氣溶膠濃度導(dǎo)致莖干液流顯著下降，但促進(jìn)了樹(shù)木徑向生長(zhǎng)，從而也提高了樹(shù)木冠層水平的水分利用效率。研究結(jié)果表明，氣溶膠對(duì)輻射和空氣濕度的影響使得植被光合和蒸騰的響應(yīng)解耦，從而導(dǎo)致水分利用效率提高。在陸地生態(tài)系統(tǒng)水分利用效率變化趨勢(shì)的評(píng)估中應(yīng)綜合考慮氣溶膠的重要影響。

大氣氣溶膠濃度上升對(duì)樹(shù)木生長(zhǎng)和水分利用的影響

該研究成果于近日在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊New Phytologist。國(guó)家植物園（南園）已畢業(yè)博士研究生王斌為論文第一作者，劉玲莉研究員為通訊作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委杰出青年基金和青年基金等項(xiàng)目的資助。

編輯 | 韓藝

審核 | 梁鵬鴻