长期以来，热带雨林被誉为地球的“绿肺”和“水塔”，其强大的固碳能力和水分调节功能对维持全球气候稳定至关重要。然而，在当前大气和土壤干旱持续加剧的背景下，热带雨林的水分利用效率（WUE，即单位水分消耗所换取的碳固定量）正面临下降风险。尽管热带雨林具有一定的抗旱韧性，但一个核心科学问题仍待厘清：冠层储水是否能够持续缓冲干旱对碳–水耦合过程的冲击？

    针对这一问题，中国科学院南京地理与湖泊研究所付丛生研究员课题组联合普林斯顿大学、中山大学和河海大学等国内外科研机构，整合全球通量观测、再分析数据和卫星遥感资料，并结合耦合植物水力模块的陆面过程模型CLM5，系统评估了大气和土壤干旱下热带雨林冠层水分对WUE的调节作用。研究团队构建了冠层储水指数（CWAI），并发展了双阶段偏最小二乘回归方法，定量解析了历史（2001–2015）和未来（2086–2100）干旱胁迫下冠层水分对WUE变化的调控贡献及其生理机制。

    研究表明，在历史时期，冠层水分动态有效缓解了因大气和土壤干旱引起的WUE下降，其缓冲效应分别达到18%和9%（图1）。在机制上，该缓解作用通过两条路径实现：一是调节叶片气孔导度，在高等水性的热带雨林中，冠层水分的缓慢下降能防止气孔过度闭合，从而在水分亏缺期间维持CO2吸收与蒸腾平衡；二是提升叶片光合氮素利用效率，使植物在水分胁迫期间仍能维持较高的光合能力（图2）。

    然而，在未来高排放情景（SSP5-8.5）下，随着大气干燥度的剧烈增加，模型预测冠层水分的干旱缓冲功能将大幅削弱88%（图3）。这表明，在极端气候胁迫下，冠层水分难以维持原有的调节能力，热带雨林将面临更高的植物水力失稳风险，其碳–水耦合稳定性可能显著下降，从而削弱整个生态系统的功能韧性。

图1. 热带雨林WUE对大气和土壤干旱的响应及冠层水分的缓冲效应

图2. 冠层水分缓解干旱胁迫的水力学与生物化学机制解析

图3. 未来高排放情景下干旱胁迫加剧与冠层水分缓冲功能失效风险预估

    上述研究成果以Future decline in the buffering effect of canopy water on ecosystem water-use efficiency in tropical forests为题，近期发表在水文学领域权威期刊Water Resources Research。

    文章信息：Wu, H., Fu, C.*, Yu, K., Chen, J., Wu, H., Zhang, H., Yang, G. (2026). Future decline in the buffering effect of canopy water on ecosystem water-use efficiency in tropical forests. Water Resources Research, 62, e2025WR042151.