对过去 30 年来北半球植被生长的首次大规模研究发现，随着全球气温升高，植被越来越受水限制。
结果很重要，因为在控制地球上的水和碳循环时，植被是最大的因素之一，影响全球温度。IUPUI 和印第安纳大学布卢明顿分校的研究人员焦文哲、张庆和王红朗的工作于 6 月 18 日发表在《自然通讯》杂志上。
“没有水，生物将难以生存，包括植物，”该研究的资深作者、IUPUI 科学学院地球科学副教授 Lixin Wang 说。他的生态水文学小组领导了这项研究。“植被对可用水量的响应变化可能导致气候-碳相互作用的显着变化。”
Honglang Wang 是 IUPUI 理学院的统计学助理教授。第一作者焦文哲、常青博士为博士生。分别是 IUPUI 和 IU Bloomington 的学生。
IUPUI 科学学院、IU Bloomington 奥尼尔公共与环境事务学院和另外两所大学之间的这项多学科研究于三年前开始，以确定全球范围内的植被限制。到目前为止，尽管人们对预测全球和区域植被生长以应对气候变化的趋势越来越感兴趣，但它在很大程度上还是未知数。
“全球温度和大气 CO2或二氧化碳的浓度一直在增加，”王立新说。预计这些变化将导致大气需水量增加、更频繁的极端炎热天气和干旱事件。所有这些因素都表明，在气候变暖的情况下，植被生长可能遭受了越来越多的水分胁迫。
“然而，在大的空间和时间尺度上量化植被约束的变化是具有挑战性的，”他说。
为了克服这一障碍，研究人员使用了涵盖 1982 年至 2015 年大空间尺度的卫星遥感数据和气象数据。
“我们开发了自己的指标来表明水资源限制，然后检查指标的变化，”焦说。“这项研究在计算上非常广泛，因为我们研究了整个温带北半球每个网格单元的植被生长与水分亏缺之间的关系——每年 604,800 个数据点——超过 30 年。”
数据分析提供了强有力的证据，证明在研究期间北半球的水植被限制普遍显着增加。一些地区，如美国的大平原，相对来说比其他地区更糟。
直到最近，大气中碳含量的升高促进了植物的生长，这有利于从大气中去除更多的碳。然而，这项研究揭示了一个令人担忧的原因。
“增加对植被生产力的水资源约束可能会推动从增加陆地碳汇强度的时期转变为气候变化正在降低土地碳汇强度的时期，”王立新说。
换句话说，气候变暖正在增加水资源限制，扭转了早期植被碳吸收更强的趋势。
“我们的研究表明，不断增加的水资源限制可能会限制植被的持续生长，从而减缓植物从大气中去除 CO2 的速度，”焦说。
“结果强调需要采取可以减缓 CO2排放的行动，”Lixin Wang 说。“没有这一点，影响植物生长的水限制——以及植被从大气中去除 CO2的能力减弱——就不太可能放缓。”
