谢菲尔德大学,Nature!
大气二氧化碳浓度升高,会通过间接气候效应以及对植物生理的直接作用,对全球陆地生物圈产生影响。
在热带森林中,长期监测数据表明二氧化碳驱动形成了规模可观的碳汇。以 C ₄ 草本植物为主的热带、亚热带稀树草原贡献了约 30% 的陆地净初级生产力,但目前仍缺少针对其二氧化碳响应的长期分析。
谢菲尔德大学 Kimberley J. Simpson 等人 整合 70 组二氧化碳增控实验的荟萃分析与来自非洲南部长达 32 年的野外原位观测,得到清晰且一致性的结论:干旱环境条件下,野生 C ₄ 草本植物普遍存在二氧化碳肥效作用。实验条件下,二氧化碳浓度升高会使草本植物气孔导度降低,在减少水分损耗的同时提升碳获取能力。
野外观测表明,水分利用效率提升,使得三十年间 C ₄ 草本植物生物量产量持续增加。最后,通用陆面模型( CLM )模拟结果显示,未来环境条件下 C ₄ 草本地上生产力的二氧化碳肥效效应或将持续增强。
以上研究结果挑战了 “C ₄ 草本植物对二氧化碳浓度升高无响应 ” 的传统观点;数据表明,非洲南部野外草本植物的年地上生物量三十年间提升 28% ,其中二氧化碳驱动的增量为 75.1 g · m ⁻ ² ( 95% 置信区间 74.5‑75.8 g · m ⁻ ² ),折合年生产固碳量 0.37 t C · ha ⁻ ¹ 。尽管该部分碳的最终去向仍存在不确定性(受火灾、植食动物取食、木本植被的反馈作用调控),但它可能会对全球碳循环产生深远影响。
