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程的研究仍很有限，限制了對相關(guān)機(jī)理的認(rèn)識。

國家植物園（南園）劉玲莉研究組在北京森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站開展了長期的野外研究，監(jiān)測了不同氣溶膠天氣下樹木葉片光合、蒸騰、莖干液流、莖干生長等系列生理指標(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)對植被碳水過程的影響機(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)過程對冠層外部陽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。對莖干生長和莖干液流高頻監(jiān)測數(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)了樹木徑向生長，從而也提高了樹木冠層水平的水分利用效率。研究結(jié)果表明，氣溶膠對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的評估中應(yīng)綜合考慮氣溶膠的重要影響。

大氣氣溶膠濃度上升對樹木生長和水分利用的影響

該研究成果于近日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊New Phytologist。國家植物園（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