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Contrasting responses of woody and grassland ecosystems to increased CO2 as water supply varies

生态系统 草原 环境科学 初级生产 生产力 陆地生态系统 草地生态系统 气候变化 降水 生态学 森林生态学 农林复合经营 生物 地理 宏观经济学 气象学 经济
作者
Yude Pan,Robert B. Jackson,David Y. Hollinger,Oliver L. Phillips,Robert S. Nowak,Richard J. Norby,Ram Oren,Peter B. Reich,A. Lúscher,Kevin E. Mueller,Clenton E. Owensby,Richard A. Birdsey,John Hom,Yiqi Luo
出处
期刊:Nature Ecology and Evolution [Nature Portfolio]
卷期号:6 (3): 315-323 被引量:36
标识
DOI:10.1038/s41559-021-01642-6
摘要

Experiments show that elevated atmospheric CO2 (eCO2) often enhances plant photosynthesis and productivity, yet this effect varies substantially and may be climate sensitive. Understanding if, where and how water supply regulates CO2 enhancement is critical for projecting terrestrial responses to increasing atmospheric CO2 and climate change. Here, using data from 14 long-term ecosystem-scale CO2 experiments, we show that the eCO2 enhancement of annual aboveground net primary productivity is sensitive to annual precipitation and that this sensitivity differs between woody and grassland ecosystems. During wetter years, CO2 enhancement increases in woody ecosystems but declines in grass-dominated systems. Consistent with this difference, woody ecosystems can increase leaf area index in wetter years more effectively under eCO2 than can grassland ecosystems. Overall, and across different precipitation regimes, woody systems had markedly stronger CO2 enhancement (24%) than grasslands (13%). We developed an empirical relationship to quantify aboveground net primary productivity enhancement on the basis of changes in leaf area index, providing a new approach for evaluating eCO2 impacts on the productivity of terrestrial ecosystems.
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