地球上的光合作用受植物物候學(植物生命周期與氣候的相互作用)和環境條件的調節，這兩者在*近幾十年都發生了重大變化。不同于季節早期的光合作用主要由溫度升高或潮濕季節的開始來驅動，季節后期的光合作用可能受到多種因素的限制，例如植物的生命周期和輻射，其潛在機理尚不清楚。陸地上的后期光合作用極大地促進了年度總固碳，并且對氣候敏感。科學家們普遍認為，隨著季節的變暖，后期光合作用的溫度限制會減輕，但是水的有效性尚不確定。

哥倫比亞大學的一項新研究表明，水分脅迫加劇-由于溫度升高導致干旱頻率增加，將限制物候周期：實際上，通過關閉光合作用，它將在季節結束時產生較低的碳吸收，從而加劇了全球變暖。研究人員使用遙感數據和原位觀察來分析光合作用結束時的溫度和水分限制。他們發現，后期光合作用的水分限制受到土壤水分和年平均溫度的調節。地球系統模型預測，到2100年，大部分土地表面將變暖和土壤干燥，因此很明顯，水的可利用性將成為后期光合作用和碳吸收的限制因素，變得越來越重要。

“我們想了解植物光合作用的驅動因素是在生長的后期，以及它在未來會如何變化，”地球與環境工程副教授，地球研究所副研究員皮埃爾·根廷(Pierre Gentine)說。該研究發表在今天的“美國國家科學院學報”。“我們的研究是一個很  好的例子，說明了如何利用遙感技術的進步來解決諸如此類的長期問題。”

該團隊使用機器學習和遙感技術來生成一個新的數據集，用于繪制全球植物光合作用的圖。他們發現生長季節結束時光合作用的溫度和水分限制的空間格局形成了鮮明對比。分開這些閾值的門檻取決于能源供應和土壤水供應之間的平衡。降水和溫度對生長期在不同地點的生態系統的光合作用產生了重要但相反的影響：如果某些地區的植物光合作用受到降水的限制(與降水呈正相關)，則溫度可能會產生負面影響，反之反之亦然。

這項研究的主要作者，原Gentine的前博士后研究科學家姚章(Yao Zhang)說：“我們是**個證明土壤水和生態系統能量輸入之間的平衡決定了系統是受降水還是受溫度限制的”。勞倫斯伯克利國家實驗室的博士后學者。“隨著溫度限制的降低，需要更多的土壤水來支持增加的植被活動，尤其是在生長后期。CMIP5模型預測了未來的變暖和干燥，尤其是在生長后期，這兩個因素都將進一步擴大水源有限的地區，造成大量光合作用的變化和電位下降。”

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