《表2 CO2浓度升高对植物水分利用效率(WUE)的生态正效应》

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《二氧化碳浓度升高对陆地生态系统的影响:问题与展望》

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CO2浓度升高后的浓度约为环境浓度的2倍，WUE为对照组的相对变化值。

提高水分利用效率（WUE）是大气CO2浓度升高对植物生长最有利的影响之一。在CO2浓度升高下，植物出现不同程度的气孔密度和气孔导度下降、Rubisco酶活性提高、羧化效率提高、净光合速率升高，这一系列的有效生理调控途径导致WUE的提高（Ponton et al.，2006；Keenan et al.，2013），并且C3植物WUE比C4植物响应程度更大（Wand et al.，1999）。目前，主要通过便携式光合仪、碳同位素（13C）和涡度相关等手段分别对叶片水平（光合速率/蒸腾速率）、植株水平（干物质量/总蒸腾量）和生态系统水平（干物质量/总蒸散量）的WUE进行观测。表2显示CO2浓度升高显著促进了各种植物的WUE （Cox et al.，2013；Huntingford et al.，2013；Kaminsk et al.，2014；Zscheischler et al.，2014；Sitch et al.，2015），但物种之间的增加幅度存在较大差异。高氮肥下的WUE增加幅度比低氮肥下的大（Norby&O’Neill，1991；Cruz et al.，2016）。目前的可能解释为:在氮供应充足的情况下，CO2浓度升高使叶片的光合速率显著提高，消耗吸收光能的增幅抵消了因光呼吸降低而导致的吸收光能消耗的降幅，从而减轻了光抑制，未出现光适应现象；而在氮不足时，CO2浓度升高使光合速率下降，再加上光呼吸降低而导致的吸收光能消耗的降低，导致光抑制加重，出现光适应现象（王润佳等，2010）。因此，CO2浓度升高条件下植物在低氮水平下可能出现光合作用适应性下调，导致净光合速率增幅变小，从而导致WUE的增幅变缓。