風變慢了，地球更會“吸碳”？｜科技前線

過去幾十年，全球地表風速正在悄然“減慢”。這一看似微小的氣候變化，卻在改變地球陸地生態系統的碳收支格局。近日，中國科學院南京地理與湖泊研究所研究團隊等，發現風速減弱正在幫助全球植被高效“固定”二氧化碳，從而增強陸地的碳匯功能。

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風變慢，碳匯變強

風，在氣候系統中具有重要作用。它不僅塑造著氣溫、濕度和蒸散環境，也影響著植物的光合作用與水分利用。

研究團隊綜合利用氣象再分析資料、衛星遙感產品、碳通量觀測站點數據及地球系統模式模擬結果等多源數據，系統評估和預測了1983年至2100年間全球地表風速的變化趨勢及其生態效應。

結果顯示，全球地表風速呈現出“下降—回升—再下降”的過程。其中，1983年至2010年，風速顯著減弱；2011年至2030年，出現階段性回升；2031年至2100年，預計將再次下降。

這種長期波動的風速變化，對陸地生態系統的光合作用產生了顯著影響。分析發現，光合作用強度與風速呈負相關關系，即風速越小，光合作用越強。換言之，“慢風”利于地球吸碳。

▲全球陸地風速變化及生態系統固碳對風速變化的負敏感性

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讓植物光合更高效

為什么風變慢了，植物反而更“能干”了？研究團隊通過機制分析，揭示了這一有趣的科學原理。

當風速減弱時，植物冠層周圍的空氣更加濕潤，空氣的“吸水能力”下降，蒸騰作用隨之減弱。同時，風速減弱也會減少葉片和土壤表面水分蒸發，使植被整體水分狀況得到改善。

在這種環境下，植物無需“節水防旱”，可以放心地打開氣孔，吸收更多二氧化碳進行光合作用。理論上，風速下降會增加葉片表面的邊界層厚度，阻礙氣體交換。但研究發現，這種不利影響遠小于氣孔導度提高所帶來的光合增強效應。

▲風速減弱促進植物光合作用與碳吸收的機制示意圖

因此，風速下降讓植物在更充足的水分條件下進行高效的光合作用，從而提升生態系統整體的“吸碳”能力。

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風速也影響草地

風速下降的積極效應在不同生態系統中并不均衡，其中草地反應最為顯著。1983年至2010年間，約6%至8%的全球陸地生態系統光合產出增長可歸因于風速下降。其中，草地生態系統的貢獻達26.8%至73.3%。

這一現象歸因于，草地分布地區的風速下降更為明顯，且草地植被對空氣濕度與蒸散過程較為敏感。風速的細微變化，就能改變其水分利用效率與光合作用水平，這使草地成為對風速變化最敏感、響應最強烈的生態系統類型。

研究預測，全球地表風速可能在21世紀中后期繼續下降，生態系統對風速變化的響應也將進一步增強。這意味著，風速不僅是一個氣象變量，更是調節全球碳循環的重要“隱形推手”。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41467-025-65000-x

來源：中國科學院南京地理與湖泊研究所

責任編輯：閆文藝