蒸散发（Evapotranspiration，简称ET）指的是自然界中水分从陆地转移到大气的过程，它不仅影响水循环的强度，而且与能量平衡和气候系统密切相关，因此对蒸散发的研究至关重要。目前，关于全球蒸散发的变化趋势和归因研究已取得了显著成果，但是在CO2浓度增加的气候背景下，典型生态系统的蒸散发对CO2的响应及其驱动机制仍然不清楚。

在地球系统模式研究中，全球变化大背景下的CO2浓度变化，典型生态系统的蒸散发的特征及其对CO2的响应机制无疑是十分重要的，对于解决地球系统模式中与此相关的理论和模式发展非常关键。近日，我实验室地球系统模式创新团队基于第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）的1pctCO2试验结果，对比了富CO2气候下，森林，灌木，农田和草地4类典型生态系统ET的变异特征。结果表明，上升的CO2浓度促进了大气蒸散发需求，同时使得植被生长更茂盛，因此4类生态系统的ET均表现为增加趋势，尤其是灌木生态系统（7.41 mm decade-1）。

该研究基于岭回归方法，从“不同时期”和“不同干湿等级”两个角度进一步量化了环境因子对ET变异的贡献。总的来说，对于相对湿润的森林和灌木生态系统，热条件（辐射和气温）是驱动ET变化的主要因子，而对于相对干旱的农田和草地生态系统，相对湿度（Relative humidity，RH）是主要驱动因子。从不同时期的平均贡献看，辐射对森林和灌木生态系统ET变异的贡献最大，分别为26%和41%，RH对农田和草地ET变异的贡献最大，分别为49%和32%。事实上，驱动因子的差异与生态系统的环境条件密切相关（图1）。

图1 不同生态系统的环境条件及其对ET变异的贡献

该研究还指出ET对叶面积指数（Leaf area index，LAI）的敏感性受到环境因子的调控。这是因为环境条件直接影响了大气蒸散发需求和生态系统的水分来源。草地生态系统中ET对LAI的敏感性与环境因子相关关系极微弱，这与其较低的LAI和浅根系统有关（图2）。

该研究揭示了在富CO2气候条件下ET的变化趋势及其主要驱动因素，并阐明了典型生态系统间的差异，这有利于提升气候变化背景下对水循环的科学认知。

图2 ET对LAI的敏感性与环境因子的关系

研究成果于2023年2月发表于环境科学与生态学权威期刊Environmental Research，题目为“Evapotranspiration responses to CO2 and its driving mechanisms in four ecosystems based on CMIP6 simulations: forest, shrub, farm and grass”。中山大学大气科学学院和南方海洋科学与工程实验室（珠海）为论文共同第一单位，博士生陆天蔚为论文第一作者，实验室创新团队骨干成员韩永教授为通讯作者，地球系统模式创新团队核心成员首席工程师徐丹亚首席工程师，朱献副教授，博士生董理和张玉容是论文的合作作者。

该研究得到了国家重大科研仪器研制项目、面上项目、热带大气海洋系统科学教育部重点实验室和南方海洋实验室创新团队建设科研经费的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.envres.2023.115417