全球植物的光合作用能力接近饱和

植物的光合作用，会吸收空气中的二氧化碳并把它们转化为碳水化合物，然后保存在树枝，树干或根中。

根据今天《科学》上的一篇文章，由CREAF CSIC教授Josep Peñuelas和南京大学的张永光教授共同领导的团队发现，全球范围内，二氧化碳的这种肥力作用正在降低。国际协作团队得出的结论，自1982年以来，新增二氧化碳的光合转化率已降低了50％，这主要归因于两个关键因素：水和养分的制约。

“没有什么神秘之处，植物需要二氧化碳，水和养分才能生长。但是，二氧化碳大量增加，养分和水却跟不上，植物将无法利用多出的二氧化碳。”Josep Peñuelas教授解释说。

实际上，3年前，Peñuelas教授已在《自然生态与进化》上警告说，二氧化碳的肥效不会永远持续下去，植物不能无限生长，因为还有其他因素的限制。

如果光合二氧化碳的能力达到上限，将会对碳循环以及气候产生严重影响。几十年来，森林已经获得超多的二氧化碳，树木因此加速成长。实际上，这种良性循环成功地减少了温室气体的水平，但现在已经结束。

“这些前所未有的证据表明，植被对碳的吸收开始饱和。这对未来的气候变化具有非常重要的影响，全球范围内可能采取的气候变化应对战略和政策，必须考虑到这一点。自然界的固碳能力正在达到极限。遏制温室气体排放的政策变得更加重要。”

这项研究整合了卫星数据，大气层和生态系统的动态模型。他们使用近红外和荧光的传感器测量植物的生长活动。

水分和土壤养分的缺乏是制约光合作用的两大因素。为了验证这一点，研究人员考察了过去40年里关于数百片森林的研究数据。 “数据表明，自1990年以来，叶片中必需营养素(例如氮和磷)的浓度逐渐降低。”

他们还发现，雨量随时间的变化会产生显著的后果。研究人员张永光解释说：“我们发现，不仅是干旱时期，在雨季的季节性少雨期，植物都减慢了生长。”

原文：https://science.sciencemag.org/content/370/6522/1295

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生物圈中氮气很多，但难以利用，能够固氮的太少了，氮元素又是合成蛋白质不可或缺的物质，没有生物不靠蛋白质，蛋白质的产出决定了该生物圈能支撑多少生物。

还有磷元素的循环，磷的来源也是同样稀缺，只靠生物组织和代谢产物的堆积，积累速度比较缓慢，受到破坏后恢复也缓慢。

我想这篇文章想要表达的或许是这个意思，氮磷的数量决定了生物圈内的生物上限，生物圈在恢复植被后想要进一步增加固碳的效率就得开始考虑如何科学地“放牧”森林。