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随着全球气候变暖，陆地生态系统的呼吸作用随温度升高呈指数级增长，形成了一个加速全球变暖的正反馈循环。然而，生态系统呼吸对温度的响应在很大程度上取决于水分的可利用性。目前，关于水分效应在何时何地起重要作用的信息尚不明确，这为气候-碳循环反馈预测带来了不确定性。因此，理解水资源限制如何影响生态系统呼吸及其对全球变暖的反馈机制，成为当前研究的重要课题。
本研究通过分析全球212个分布地点的涡度协方差CO2通量测量数据，解析了温度和降水（作为水资源可利用性的代理）对生态系统呼吸的影响。研究发现，存在一个由降水与生态系统水分需求平衡决定的降水阈值函数，该函数区分了温度限制和水分限制的呼吸作用。在降水高于该阈值的地区，呼吸作用受温度限制；而在较干燥的地区，水分限制降低了呼吸作用对温度的敏感性，并减弱了其对全球变暖的正反馈效应。研究还指出，如果过去几十年中水分限制区域随气候变暖而扩展的趋势持续下去，生态系统呼吸的正反馈效应可能会被不断增加的水分限制所削弱和抵消。
这项研究首次在全球尺度上明确了水分限制对生态系统呼吸作用的影响，并揭示了这种限制如何调节生态系统对全球变暖的反馈。研究结果对于改进气候-碳循环模型的预测准确性具有重要意义，有助于更准确地评估未来气候变化对生态系统功能的影响。此外，该研究也为制定减缓气候变化影响的策略提供了科学依据，特别是在水资源管理方面。
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https://doi.org/10.1038/s41559-024-02501-w
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