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PNAS / 中科院大气所：升高 CO2 下植被“省水效应”可能被高估，陆气反馈抵消过半收益

顶级刊物论文速递 · 发布 2026-06-26T07:44:00+08:00 · 更新 2026-06-26T07:55:45+08:00

核心结论

中科院大气所 6 月 25 日发布的 PNAS 研究指出，升高 CO2 虽会通过植物气孔反应带来理论上的“省水”效应，但陆气反馈会抵消其中过半收益，使很多关于蒸散发下降和陆地保水增强的直觉判断偏乐观。它的重要性在于，气候、水文和农业模型里常被默认的 CO2 缓冲效应，可能没有预期那样强。

6 月 25 日，中科院大气物理研究所发布对一篇 PNAS 论文的解读，核心结论是：在升高 CO2 条件下，植被通过气孔反应带来的“省水”效应，可能没有许多模型和直觉设想得那么强。过去一种常见判断是，二氧化碳升高会让植物气孔开度下降，从而减少蒸散发、帮助陆地系统更“保水”；新研究则强调，这条链路如果不把大气反馈一并算进去，结论会明显偏乐观。

图1：二氧化碳植被生理效应对蒸散发的直接与间接影响路径示意图。
中科院大气所配图解释 CO2 生理效应如何通过地表能量平衡与大气反馈影响蒸散发。（图源：袁星团队 / 中国科学院大气物理研究所）

从大气所公开的研究解读看，这项工作并不是否认 CO2 的植物生理效应，而是把“直接效应”和“间接反馈”放回同一框架里。团队基于 CMIP6-C4MIP 多个地球系统模式，分离了植被变化经由大气反馈影响蒸散发的间接效应，发现叶面积增加与气孔导度下降会改写地表能量平衡，进一步推高温度与大气蒸发需求，反而带来额外水分损失。最关键的定量结果是：这种此前常被忽视的反馈，在北半球中高纬度地区已可抵消当前气候条件下 54% 的植被节水作用，而在 4 倍 CO2 情景下抵消比例升至 68%。

这条 PNAS 结果的重要性，在于它直接碰到了气候影响评估里一个很常被默认的缓冲项。如果陆地植被在高 CO2 世界里没有想象中那么会“省水”，那么关于干旱缓冲、农业用水压力缓解、生态系统抗旱能力提升，乃至碳水耦合反馈强弱的很多估计，都可能需要重新收紧。对做陆面模式、区域气候预测和农业风险评估的人来说，这不是一个边缘修正，而是会改变参数化直觉的提醒：不要把单一植物生理效应直接当成系统尺度收益。

当然，这篇论文也不应该被误读为“CO2 完全没有省水效应”或“所有地区都同样被抵消”。大气所解读已经提示，不同纬度的间接效应差异显著，中高纬度更突出，低纬度则还要同时面对高温与大气干旱叠加压力。更稳妥的判断是：PNAS 这次工作把一个在陆气耦合研究中长期存在的简化假设重新拎了出来，后续真正值得盯的是各类 Earth system models 会不会因此调整相关参数，以及农业和水资源情景评估会不会重新下修这类“自然节水”预期。

信息来源

可信度说明

主要依据中科院大气物理研究所官方解读与 PNAS DOI 页面。可直接核验的事实包括研究指向高 CO2 条件下植被节水效应被高估、且大气反馈抵消过半收益；边界在于公开材料未完全展示各区域和植被类型差异，不能直接外推为所有场景等幅削弱。

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