地球上的光合作用受植物物候(植物生命周期与气候的相互作用)和环境条件的调节，这两者在近几十年都发生了很大的变化。与前期的光合作用主要由气温升高或雨季开始驱动不同，后期的光合作用可能受到植物生命周期和辐射等多种因素的限制，其潜在机制尚不清楚。陆地后期的光合作用极大地促进了年总固碳量，对气候敏感。科学家普遍认为，随着季节的变暖，后期光合作用的温度极限会降低，但水的可利用性仍不确定。
美国哥伦比亚大学的一项新研究表明，水分胁迫的加剧——温度上升导致干旱频率的增加，会限制物候周期：事实上，通过关闭光合作用，会在季末产生较低的碳吸收，从而加剧全球变暖。研究人员利用遥感数据和原位观测来分析光合作用结束时的温度和水分限制。他们发现后期光合作用的水分限制受土壤水分和年平均温度的调节。地球系统模型预测，到2100年，大部分陆地表面将是温暖的，土壤将是干燥的，所以很明显，水的可利用性将成为后期光合作用和碳吸收的限制因素，变得越来越重要。
地球与环境工程副教授、地球研究所副研究员皮埃尔云顶(Pierre Gentine)说：“我们想知道，植物光合作用的驱动因素处于生长的后期，未来会发生怎样的变化。这项研究发表在今天的《美国国家科学院院刊》上。“我们的研究是一个很好的例子，说明了如何利用遥感技术的进步来解决这样的长期问题。”
该团队使用机器学习和遥感技术生成了一个新的数据集，用于绘制全球植物光合作用图。他们发现，在生长季节结束时，光合作用温度和水分限制的空间模式形成鲜明对比。分隔这些阈值的阈值取决于能源供应和土壤水供应之间的平衡。在不同的生长季节，降水和温度对生态系统的光合作用有重要但相反的影响：如果某些地区植物的光合作用受到降水的限制(与降水呈正相关)，温度可能会产生负面影响，反之亦然。
这项研究的第一作者、前Gentine博士后研究科学家张尧说：“我们第一个证明了土壤水分和生态系统能量输入之间的平衡决定了系统是否受到降水或温度的限制”。劳伦斯伯克利国家实验室博士后。“随着温度限制的降低，需要更多的土壤水分来支持增加的植被活动，尤其是在生长后期。CMIP5模型预测了未来的升温和干燥，尤其是生长后期。这两个因素将进一步扩大水资源有限的地区，导致光合作用的大量变化和潜在下降。”
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