南非研究比較分析木本植物對二氧化碳濃度升高的響應

環境與發展智庫 發佈 2024-03-01T02:39:36.803894+00:00

8月26日,《生態過程》(Ecological Processes)發表題為《木本植物對二氧化碳濃度升高響應的全球元分析:對生物量、生長、葉片氮含量、光合作用和水分關係的影響》(A Global Meta-Analysis of Woody Plant Responses to

8月26日,《生態過程》(Ecological Processes)發表題為《木本植物對二氧化碳濃度升高響應的全球元分析:對生物量、生長、葉片氮含量、光合作用和水分關係的影響》(A Global Meta-Analysis of Woody Plant Responses to Elevated CO2: Implications on Biomass, Growth, Leaf N Content, Photosynthesis and Water Relations)的文章指出,木本植物將通過提高光合速率、生產力和改善水分狀況而受益於CO2濃度升高,但響應會因木本植物性狀和暴露於升高的CO2環境的時間長短而異。

到2100年,大氣中的CO2可能會翻倍,從而改變植物生長、光合作用、葉片養分含量和水分關係。具體而言,目前大氣中的CO2比工業化前水平高出50%,預計在最極端情景下,到2100年CO2濃度將高達936 μmol mol-1(微摩爾每摩爾)。由南非大學(University of South Africa)的科研人員領導的研究小組,對1985—2021年發表的100篇同行評議文章的611條觀察結果進行了元分析,調查了CO2濃度升高對木本植物生長、產量、光合特性、葉片氮和水分關係的影響。研究選擇的文章中升高的CO2濃度和環境CO2濃度範圍分別為600~1000 μmol mol-1和300~400 μmol mol-1,分析時將升高的CO2濃度歸為<700、700和>700 μmol mol-1 3種類型。。

研究結果表明:①在3種類型的CO2濃度升高情景下,木本植物的總生物量都表現出增加,豆科樹木將更多的生物量用於地上部生長,而非豆科樹木則用於根系生長。②葉面積指數、株高和光飽和光合作用在<700 μmol mol-1時無響應,但在700和>700 μmol mol-1 時顯著增加。隨著木本植物暴露於高濃度CO2的持續時間增加,地上部生物量和光飽和光合作用會逐漸適應環境。③CO2濃度升高時,光合核酮糖-1,5-雙磷酸羧化酶/加氧酶羧化的最大速率和光合電子傳遞的表觀最大速率被下調。④對於CO2濃度<700、700和>700 μmol mol-1,升高的CO2濃度使氣孔導度平均降低32%,用水效率分別提高34%、43%和63%。⑤在高濃度CO2下,非豆科樹木中葉片氮含量下降的幅度是豆科樹木的2倍。

轉載本文請註明來源及作者:中國科學院蘭州文獻情報中心《氣候變化動態監測快報》2022年第18期,裴惠娟 編譯。

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