在变暖世界中，植被对全球陆地蒸散发的控制作用减弱

为什么地球的“绿化提振”可能不会持续

随着全球变暖，卫星观测显示地球大部地区正在变得更绿：植物正在长出更多叶片。额外的叶片有助于从空气中吸收二氧化碳，并通过释放水汽为陆地表面降温——这也是植树造林常被宣称为气候解决方案的原因之一。本研究提出了一个重要但较少讨论的问题：随着气候和大气二氧化碳水平持续上升，植物是否会继续主导有多少水返回大气，还是这种影响会随着时间减弱？

植物如何把水送到天空

水通过一系列过程离开陆地进入大气，这些过程统称为蒸散发。部分水分直接从裸土蒸发或从叶片上的雨滴蒸发。其余的通过植物流动：根从地下吸水，茎内的“管道”把水输送到叶片，叶面上的微小气孔以水汽形式释放出来。因此，叶面积——通常以单位面积的叶片覆盖量衡量——在决定有多少水回到空气、多少水留在河流、湖泊和土壤中扮演关键角色。

全球观测已显示的情况

利用数十年的卫星记录，作者证实自20世纪80年代初以来大多数有植被的土地都在增绿。总体而言，更多的叶片意味着更多的蒸散发，尤其是在温暖干燥的地区，额外的叶片对水分损失有显著影响。当研究者将各过程分开考察时发现，植物蒸腾在这部分额外水通量中占绝对主导，而湿叶和裸土的蒸发作用较小，甚至有时会因冠层更密而减少（因遮荫使地表更干）。总体上，当今陆地表面更像一个由植物生长驱动、不断扩大的天然洒水系统。

用模型与机器学习展望未来

为探讨未来会怎样，研究将卫星数据与18个先进地球系统模型的模拟结果以及一种可以分离重叠影响的机器学习方法结合起来。研究并非简单比较两个遥远时段，而是将蒸散发对叶面积的敏感性视为随年份演变的量，并在本世纪内对四种不同排放路径进行追踪。跨越所有情景，模型都预测持续的增绿，且在高排放下寒冷地区的增绿尤为强烈。然而，每单位新增叶面积带来的水分损失增益预计将在大多数有植被的陆地上减弱——即便在最温和的情景下也约占全球陆地的五分之四，在最高排放情景下则超过九分之十。

为什么更多叶片并不总是意味着更多降温

关键在于植物对上升二氧化碳的反应。大气中额外的CO2使光合作用更高效，促使植物长出更多叶片。与此同时，它们可以在仍能获得足够CO2的前提下部分关闭叶面气孔，从而降低每单位叶面积的水流量。作者用基于物理的计算表明，随CO2增加，植物冠层向大气释放水汽的“通道”实际上在变窄。即便冠层更致密，每单位叶面积的导度下降，使得额外的蒸发面积呈现边际递减。在许多地区，尤其是温暖地区，这种节水的生理响应抵消了因增绿带来的蒸散表面积增加。

水量与能量循环的驱动因素正在转变

由于这些生理调整减少了每单位新增叶面积带来的额外降温，研究发现植被对蒸散发的直接控制将稳步减弱。本世纪早期，增绿仍倾向于增强水分损失和地表降温。到本世纪末，在低排放情景下，这一贡献缩小，甚至在部分地区出现逆转，意味着增绿不再像过去那样促进蒸散发。在高排放情景下，尽管非常强的增绿总体上仍可增加水分损失，但辐射、热量和大气干燥度等气候因素的重要性上升，逐渐超越植被，成为驱动蒸散发变化的主要因素。

这对气候与水资源规划意味着什么

对非专业读者而言，核心信息是“更多绿色”通过额外蒸发冷却地球的效果存在上限。随着二氧化碳和温度上升，植物会通过节水保护自身，因此每增加一单位叶面积对将水送入大气和冷却地表的能力在下降。研究并不反对恢复森林或通过管理植被以获取气候收益，但它强调在高CO2世界中，这类策略在蒸发冷却方面的回报会更小。政策制定者和水资源管理者因此应将增绿视为众多工具之一，并在制定计划时考虑这样一个未来：气候条件，而非植被本身，更可能最终决定有多少水离开陆地。

引用: Li, H., Wang, W., Chen, Z. et al. Weakening vegetation control on global terrestrial evapotranspiration in a warmer world. Commun Earth Environ 7, 365 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03372-8

关键词: 蒸散发, 植被增绿, 气候变化, 二氧化碳, 水循环