Bioglobes。 瓶中的生態系統可能會保持多年的平衡。 圖片來源： MUSE - 科學博物館
我們的土地植物比17多年前吸收大氣中的二氧化碳30％ 研究 顯示。 同樣非同尋常的是，我們的研究還表明，植被幾乎沒有使用任何額外的水來做這件事，這表明全球變化正在導致世界植物以更節水的方式生長。
水是植物生長所需的最寶貴的資源，我們的研究表明，在二氧化碳含量為零的世界中，植被越來越善於利用水。等級 繼續上漲.
生態系統中碳吸收與水分流失的比率就是我們所說的“水資源利用效率”，它是研究這些生態系統時最重要的變量之一。
當涉及到全球環境變化的後果時，我們對全球水資源利用效率提升趨勢的確認是一個難得的好消息。 它將加強植物作為全球碳彙的重要作用，改善糧食生產，並可能為社會和自然世界的福祉提供水資源。
然而，世界工廠更有效的用水將無法解決我們當前或未來的水資源短缺問題。
提高碳吸收
在當今二氧化碳含量較高的環境中生長的植物？條件可以吸收更多的碳－所謂的二氧化碳？受精作用。這是過去17年陸地生物圈吸收碳量增加30%的主要原因。
增強的碳吸收與碳吸收一致 全球綠化趨勢 通過衛星觀測，以及不斷增長的全球土地碳匯 刪除大約三分之一 所有二氧化碳？人類活動所產生的排放。
增加碳吸收通常是有代價的。讓CO？其中，植物必須在葉子上打開稱為氣孔的毛孔，這反過來又可以讓水溜走。因此，植物需要在吸收碳來形成新葉、莖和根之間取得平衡，同時最大限度地減少此過程中的水分流失。這導致了複雜的適應，使許多植物物種能夠征服一系列乾旱環境。
其中一種適應是稍微關閉氣孔以允許二氧化碳進入？進入時流出的水較少。在大氣中CO 2 增加的情況下，整體結果是CO 2 。吸收量增加，而水消耗量卻沒有增加。這正是我們在新研究中在全球範圍內發現的結果。事實上，我們發現二氧化碳濃度上升？水濃度正導致世界各地的植物變得更加節水，無論是在乾燥的地方還是潮濕的地方。
成長熱點
我們結合使用了地塊規模的水通量和大氣測量，以及葉片屬性的衛星觀測，開發並測試了一種新的水資源利用效率模型。 該模型使我們能夠從世界任何地方的葉水利用效率擴展到全球。
我們發現，在全球範圍內，北方和熱帶森林特別擅長提高生態系統的水資源利用效率和二氧化碳吸收。這在很大程度上是由於二氧化碳？施肥效果和葉表面積總量的增加。
重要的是，這兩種類型的森林對於限制大氣二氧化碳的上升至關重要？水平。完整的熱帶森林 去除更多大氣中的二氧化碳？ 比任何其他類型的森林，以及這個星球遠北的北方森林 大量的碳 特別是在他們的有機土壤中。
與此同時，對於世界上的半乾旱生態系統來說，增加節水量是一個大問題。 例如，我們發現澳大利亞的生態系統正在增加其碳吸收量，特別是在該地區 北部的稀樹草原。 如果不增加生態系統用水效率，這種趨勢可能是不可能實現的。
以前的研究也表明了提高用水效率的方法 綠化半乾旱地區 並且可能有助於 增加碳捕獲量 在澳大利亞，非洲和南美洲的半乾旱生態系統中。
與1982-2011相比，用水效率趨勢。 信用, 作者提供
這不是一個好消息
這些趨勢將對植物和消耗它們的動物（和人類）產生很大的積極影響。 與沒有提高植被水利用效率的情況相比，氣候變化下木材生產，生物能源和作物生長（並將會）的水資源密集程度較低。
但儘管存在這些趨勢，但水資源短缺將繼續限制碳匯，糧食生產和社會經濟發展。
一些研究表明節水也可能導致 增加徑流 因此水供應過剩。 然而，對於乾燥的澳大利亞 超過一半（64％） 返回大氣層的降雨不是通過植被，而是通過直接的土壤蒸發。 這減少了植被水利用效率提高和更多水流入河流和水庫的可能性。 事實上，一個 最近的一項研究 表明，雖然澳大利亞的半乾旱地區正在綠化，但它們也消耗更多的水，導致河流流量減少24-28％。
我們的研究證實，全世界的植物都可能從這些增加的節水中受益。 然而，這是否會轉化為更多用於保護或供人類消費的水供應的問題尚不清楚，並且可能因地區而異。
關於作者
Pep Canadell，CSIRO科學家，全球碳項目執行主任， CSIRO; Francis Chiew，高級首席研究科學家， CSIRO; 雷成，博士後研究員， CSIRO; 張璐，高級首席研究科學家， CSIRO和王英平，首席研究員， CSIRO
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