通过改进气候模型来解释植物行为，可以得到“不错”的消息

通过改进气候模型来解释植物行为，可以得到“不错”的消息

当更充分地考虑植物对养分的吸收时，就会预测到较弱的陆地气候反馈

气候科学家没有正确地解释植物在夜间的活动，而事实证明，这是一个错误。美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)的一项新研究发现，在没有光合作用的情况下，植物养分的吸收会影响到对大气的温室气体排放.在一项研究中，展示了如何改进气候模型以更精确地表示陆地生物地球化学动力学。研究小组利用他们开发并整合进美国能源部“能源地球系统模型”(E3SM)中的一种新的全球土地模型，发现植物可以吸收更多的二氧化碳，而土壤所流失的一氧化二氮比之前认为的要少。他们的全球模拟表明，陆地生态系统对大气的反馈比现有模型预测的要弱。

在过去的十年里，人类平均每年排放340亿吨二氧化碳，创历史新高。其中大约一半留在大气中，其余的通过光合作用被海洋和陆地吸收;后者被称为陆地碳汇，随着火灾、干旱、土地利用和天气等因素的不同而逐年变化。科学家们正试图了解全球二氧化碳排放量的增加将如何影响陆地碳汇。据估计，包括土地利用变化在内，陆地碳汇目前每年约为0至110亿吨，而且年际变化很大。另一个复杂的问题是陆地上的一氧化二氮，一氧化二氮是一种强大的温室气体，自然地从陆地和农业工业活动中释放出来。换句话说，植物能在多大程度上改善人为二氧化碳排放的增加?

伯克利实验室的新研究发现，由于没有正确计算植物在夜间和非生长季节的活动，气候模型可能低估了陆地碳汇，高估了一氧化二氮的释放，后者每年释放24亿吨二氧化碳.

植物微生物对营养物质的竞争.植物吸收二氧化碳的能力受到土壤养分的限制，尤其是氮和磷。营养越丰富，植物就越能利用大气中二氧化碳的增加。土壤中的微生物也是一个因素，因为它们与植物争夺养分。事实上，微生物在碳循环中扮演着重要的角色，植物、土壤和微生物之间的相互作用是复杂的，这对气候科学家提出了挑战。大多数气候模型假设，植物只有在需要养分进行光合作用时才会在土壤中竞争养分，而不是在夜间或非生长季节。

伯克利实验室一直关注的话题plant-soil-microbe交互通过微生物生物群落行动,这将是一个核心主题生物和环境项目的集成中心,或BioEPIC,提出设施将房子独一无二的实验能力推进能源部的使命目标在能源和环境科学》杂志上。一个目标是以一种可控的方式，大规模地表示和研究这些过程。

在这项研究中，伯克利实验室的研究员对120个植物短期吸收氮的实验进行了荟萃分析，以测试他们新的全球土地模型——ELMv1。还比较了夜间和白天以及非生长季节的养分吸收情况,模型中的基本机制是正确的，而荟萃分析和个别现场观察也证实了这一点。他们发现，在植物和微生物争夺养分的过程中，有很大一部分养分的吸收是在没有光合作用的情况下进行的。这些氮的含量因纬度的不同而有很大的差异，但是在高纬度地区，比如北极，大约20%的植物年氮吸收发生在生长季节以外。在热带地区，夜间摄入维生素的比例高达55%。这对植物来说是一笔巨大的交易，将促进大气中碳的吸收，而目前大多数气候模型都完全忽略了这一点。这种模式的改进将有助于我们更好地理解未来二氧化碳排放的影响。