天津师范大学天津市水资源与水环境重点实验室教师夏江周博士联合北京大学袁文平教授和澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)王应平教授揭示了多个环境因子对全球植物碳分配的影响，该研究成果以题为“The effects of multiple environmental factors on global carbon allocation”发表于Ecological Processes，这项研究被评选为Editor’s Highlight（https://ecologicalprocesses.springeropen.com/）。

植物碳分配是指植物光合作用产物在根、茎和叶等器官间分配的生理过程，其动态变化会显著改变陆地碳循环的时空格局。本研究并利用实验观测和模型揭示了植物碳分配对环境变化的响应规律和机理，对提高植物碳分配和碳循环的模拟精度具有重要意义。基于观测数据表明CABLE模型可以较好模拟植物碳分配对环境变化的响应。因此，本研究利用 CABLE 模型量化了1979 - 2014 年期间大气CO₂、温度、降水和辐射这四个环境因子对资源可用性和植物碳分配的影响（图1）。本研究揭示了植物碳分配对环境变化的响应机理。大气CO₂浓度升高会促进植物光合作用，导致叶面积指数（LAI）变大。LAI变大会减小群落内的光照可利用性，促进植物的蒸腾，减小土壤水分可利用性。大气CO₂浓度升高又会降低气孔导度和蒸腾，导致土壤水分增加。CO₂对植物碳分配的影响是这几个过程权衡的结果。温度和辐射对植物碳分配的影响主要是通过影响土壤水分和LAI来实现的。气温升高和辐射增强促进蒸发，降低土壤水分，导致植物对根的碳分配增加。在大多数北方常绿针叶树和苔原地区，变暖导致LAI增加。这一过程导致植物对茎干的碳分配增加。降水主导了土壤水分和氮可利用性的变化。降水减少降低了土壤水分和LAI，增加了光照可利用性。土壤水分和光照可利用性的变化都促进了植物对根系的碳分配。我们的研究强调了环境变化对全球植物碳分配的调节作用。植物碳分配对全球环境变化的响应仍然需要通过基于不同假设的生态系统模型进行广泛研究。

图1  全球植物碳分配随环境因子的变化

天津市水资源与水环境重点实验室教师夏江周博士为第一作者，天津师范大学为第一署名单位，该研究获得了国家自然科学基金青年项目（42001094）资助。

论文链接：https://ecologicalprocesses.springeropen.com/articles/10.1186/s13717-023-00477-2