在高二氧化碳浓度条件下，与森林相比，草地会向地下器官分配更多的生物量：一项全球性元分析

《Plant and Soil》：Grassland allocate more biomass to belowground organs compared to forests under elevated CO2: A global meta-analysis

本研究通过元分析整合120篇全球CO?富集实验的639组数据，发现eCO?显著提高植物根冠比（14.25%），促进地下生物量（36.17%）增长高于地上（20.43%），且响应受气候主导（54.08%），草原则森林效应更显著，CO?浓度增幅与生物量增加呈正相关。

　　

摘要

背景与目的

升高的二氧化碳（eCO₂）通常通过二氧化碳肥效（CFE）增加植物的光合作用和生产力，但植物生物量对eCO₂的响应模式仍不甚明了，尤其是在不同植被类型之间。

方法

在本研究中，我们通过元分析分析了120篇关于全球二氧化碳调控实验的已发表文章中的639对观测数据，以确定植被生物量及其对eCO₂的响应情况。

结果

eCO₂显著提高了根茎比（R/S）14.25%，表明资源在根系和地上部分之间发生了重新分配。地下生物量（BGB）增加了36.17%，远高于地上生物量（AGB）的20.43%增幅，这表明碳优先分配给了地下组织。此外，不同生态系统类型对eCO₂的根茎比响应存在差异，草地的响应更为显著（16.17%），而森林为12.65%）。增强回归树分析表明气候是控制根茎比响应的主要因素，解释了总变异的54.08%。相比之下，由于在eCO₂处理条件下森林的光合作用速率和水分利用效率更高，其地上生物量（AGB）和地下生物量（BGB）的增幅均大于草地。此外，植物生物量的响应与eCO₂调控的幅度显著相关。地上生物量（AGB）、地下生物量（BGB）和根茎比（R/S）均随eCO₂幅度的增加而线性增长。

结论

我们的研究结果表明，二氧化碳水平的上升可能会改变陆地植物的生物量分配策略，陆地植物可能会将更多的生物量分配给地下器官，尤其是在草地中。