近日，我校林学院生态研究中心王传宽教授团队在全球气候变化与植物生理生态领域的研究取得新进展，成果以题为《CO₂浓度升高缓解干旱对植物水分关系和碳同化的不利影响》(Elevated CO₂ alleviates adverse effects of drought on plant water relations and photosynthesis: a global meta-analysis)的论文发表在著名生态学期刊《Journal of Ecology》上。

全球气候变化引起的干旱事件，严重影响植物的生存、生长和固碳能力，对植被生态系统服务功能产生深远影响。然而，大气CO₂浓度升高可以提高植物的光合速率、减少其蒸腾失水，进而提升其水分利用效率。目前CO₂浓度升高和干旱事件通常是同步发生的，但是两者的联合作用对植物生理生态和固碳效应的影响及其生理机制尚不明确。为此，该团队整合了全球范围内的226个研究，涵盖了166个植物种的16个生理生态指标，综合分析了干旱和CO₂浓度升高及其交互作用对植物水分关系、光合作用、水分利用效率、生物量生产与分配的影响。
研究结果显示，在发生干旱时，CO₂浓度升高可以降低植物气孔导度、减少蒸腾失水、增大植物根冠比、提高水分吸收能力，进而改善植物的水分状况，降低干旱对植物光合作用的气孔限制。因此，在干旱环境中CO₂浓度升高对光合作用的促进作用更显著。叶片水平的水分利用效率随CO₂浓度升高成比例升高，但植株水平的水分利用效率对CO₂浓度升高的响应较弱。此外，CO₂浓度升高和干旱的交互作用对植物的效应也受到光合作用途径、植物功能型等因素的影响：CO₂浓度升高对C3植物光合作用和生物量生产的正效应不随环境水分状况而改变，但对C4植物的正效应随土壤水分有效性的降低而增大；两者交互作用对木本植物和草本植物的效应没有显著差别。本研究在全球变化背景下的植物生长和植被碳汇潜力估测和预测、气候变化应对和生态系统“碳中和”实践中有重要意义。