本站讯（作者 周浩然）根据光合作用类型的不同，自然植被及农作物可主要划分为：C₃植物（小麦、大豆、温带优势物种）、C₄植物（玉米、甘蔗、高粱、热带亚热带草原优势物种等）。气候变化对于两种植被类型会产生不同的影响。采用C₄光合作用途径的植物由于其独特的解剖学和生化特性，通常对气候变化的反应与更常见的C₃型植物不同。这些不同的反应预计会推动全球C₄和C₃植被分布的变化。然而，当前的C₄植被分布模型可能无法预测这种反应，因为它们没有捕捉到多种相互作用的因素，而且往往缺乏观测约束。

天津大学地球系统科学学院周浩然副教授及其合作者利用全球植物光合作用途径的观测数据、卫星遥感和光合作用最优理论，生成了一幅具有观测约束的全球C₄植被分布图。

图1全球C₄植被分布和不确定性

研究发现，从2001年到2019年，全球C₄植被覆盖率从17.7%下降到17.1%。这主要是由于二氧化碳浓度升高导致C₃型光合作用更为有利，进而减少了C₄天然草地的覆盖，而C₄作物覆盖增加，主要是由于玉米种植面积的扩展。

图2. 2001-2019年全球C₄植被变化及其变化原因

通过使用突现约束方法，估计出C₄植被贡献了全球光合作用碳同化量的19.5%，这一数值在之前估计的范围（18-23%）内，但高于动态全球植被模型的集合平均值（14 ± 13%；平均值 ± 一个标准差）。该研究揭示了C₄植物在当代全球碳循环中关键且未被充分认识的作用。

图3 C₄植被对于全球光合作用的贡献

研究成果以“Mapping the global distribution of C₄vegetation using observations and optimality theory”为题，于2024年在线发表于《自然通讯》（Nature Communications）。天津大学地球系统科学学院周浩然副教授为论文的共同第一作者和共同通讯作者。

论文信息：Xiangzhong Luo*^#; Haoran Zhou*^#; Tin W Satriawan; Jiaqi Tian; Ruiying Zhao; Trevor F Keenan; Daniel M Griffith; Stephen Sitch; Nicholas G Smith; Christopher J Still; Mapping the global distribution of C₄vegetation using observations and optimality theory,Nature Communications, 2024, 15(1),1219

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-45606-3

（编辑 张华 王淑敏)