研究发现，随着二氧化碳水平上升，全球植物生长速率有所加快，这一现象被称为“全球变绿”，但日益加剧的水分胁迫可能会使其停滞。
研究发现，全球变暖正在改变水汽含量，进而可能影响植物光合作用的速率。光合作用是植物生长的基础过程。
研究结果表明，未来植物吸收人类排放的二氧化碳的能力可能会“大幅下降”，第一作者对《碳简报》(Carbon Brief)表示。
据报告，目前陆地吸收了人类排放的温室气体的30%，相关数据来自近期具有里程碑意义的报告，由政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布。
另一位植物科学家对《碳简报》表示，这些研究结果“很好地凸显了植物面临的日益严重的水分胁迫问题”。
逐渐变绿
利用卫星和地面测量的研究显示，世界正变得越来越“绿”。也就是说，自工业革命开始以来，植物的生长速率和植被覆盖的土地面积均有所增加。工业革命。
这种“全球变绿”现象在很大程度上是由大气中二氧化碳水平上升所推动的。植物在光合作用中吸收二氧化碳，因此，随着人类排放的二氧化碳越来越多，植物的生长速度也越来越快。
二氧化碳水平上升对植物生长的影响被称为“二氧化碳施肥效应”。一项研究发表于2016年，发现二氧化碳施肥效应约占全球变绿的70%。（不过，一项由《碳简报》报道的较新研究对二氧化碳施肥效应在全球变绿中所占的程度提出了质疑。）
理解推动全球变绿的因素及其可能发生的变化十分重要，因为这一现象在发挥着关键作用从大气中去除二氧化碳的过程中。
根据政府间气候变化专门委员会近期发布的土地报告，陆地目前吸收了人类排放的温室气体的约30%，其中植物对这部分土地碳的吸收占据大部分。
此前的研究表明，随着二氧化碳水平上升，植物生长速率将持续提高，这意味着随着时间推移，陆地吸收的碳将越来越多。
然而，发表于《科学进展》的这项新研究发现，水分胁迫水平上升可能正在抵消二氧化碳施肥效应，该研究的第一作者袁文平教授是来自中国广东中山大学的全球变化生态学研究人员。他对《碳简报》表示：
“20世纪90年代末之前，全球植被生长因二氧化碳施肥效应而有所增强。然而，我们的研究表明，自20世纪90年代末全球[水汽变化]开始增加以来，全球植被生长呈现下降趋势。”
水汽的价值
在这项研究中，作者考察了一个被称为“蒸汽压亏缺”（简称VPD）的指标。
该指标是空气中水汽含量与空气达到饱和点之间的差值。袁文平解释说，该指标反映了大气中的“水势”：
“基本上，如果大气中的水势更大，也就是说如果VPD更大，水分就会更快、更强烈地从土壤和植物中散失。”
袁文平表示，植物会通过关闭气孔来应对较高的VPD，以防止水分流失。气孔是植物吸收光合作用所需气体的孔隙。这导致植物的光合作用速率下降，因此生长速度也随之减慢。
该研究还补充称，VPD升高也会导致植物更快失水，因而可能在与干旱相关的森林死亡中起作用。
为探究近几十年VPD的变化情况，作者分析了多个全球气候数据集，并特别考察了有植被覆盖地区的VPD。
研究发现，自20世纪90年代末以来，有植被覆盖地区的VPD“显著”上升。下图取自该研究，展示了1850年至今VPD的上升情况。图中以颜色区分不同气候数据集的结果。
作者还发现，有植被覆盖的土地的VPD未来可能将持续上升。
袁文平表示，VPD上升很可能受到气候变化的影响。
他解释说，由于气温升高，空气中水汽达到饱和的水平也在升高。（这是因为较暖的空气能够容纳更多水汽。）
然而与此同时，大气中的水汽含量正在下降。根据这项新研究，这可能是因为全球海洋的蒸发量正在减少。袁文平表示：
“全球变暖会降低风速，进而减少海洋表面的水分蒸发。”
他表示，这意味着随着气候变化，空气中水汽含量与空气中水压达到饱和水平之间的亏缺正越来越大。
由绿转棕
在研究的下一部分，作者利用卫星数据观测了自20世纪90年代以来全球植物生长速率的变化情况。
下图取自该研究，展示了1982至1998年（上）和1999至2015年（下）期间世界部分地区变绿速率的变化。图中红色表示该时期变绿速率下降，绿色表示变绿速率上升。
该研究称，地图显示，自20世纪90年代末以来，变绿速率出现了“持续且广泛的下降”。
研究人员随后运用建模方法，梳理了自20世纪90年代末以来可能导致植物生长下降的因素。袁文平表示：
“结果表明，自20世纪90年代末以来VPD的上升是植被生长下降的主要原因。”
缩小的碳汇
袁文平表示，未来气候变化可能会导致VPD进一步上升，这可能对植物生长速率产生更大的影响：
“植被生长速率下降将大幅削弱植物吸收大气中二氧化碳的能力。如果其他条件不变，大气中的二氧化碳浓度将上升，从而导致温室气体效应增强。”
此前的研究表明，二氧化碳施肥效应可能会受到以下因素的进一步限制：土壤养分供应。尤其是，氮和磷的缺乏可能会在二氧化碳水平上升时限制植物生长。
这项新研究并未考虑养分供应变化如何影响植物生长。然而，与可能长期保持稳定的养分供应限制相比，袁文平表示，随着气候变暖，水分胁迫可能会持续加剧：
“我们的结果显示，随着气候变暖，VPD将持续上升至本世纪末，因此VPD的影响将变得更加重要。”
该研究结果凸显了水分胁迫对植物乃至陆地碳汇构成的威胁，Ranga Myneni教授是全球变绿研究人员，来自波士顿大学，他并未参与该研究。他对《碳简报》表示：
“水分胁迫将导致植被变褐，尤其是在热带和北方森林地区。在北方森林，这类气候变化助长了火灾和虫害暴发，过去20年我们已经目睹了这一现象。这些作者很好地凸显了植物面临的日益严重的水分胁迫问题。”
