植生のCO₂増加による「節水効果」は過大評価されている可能性(”Water-Saving” Effect of Vegetation Under Rising CO2 May Be Overestimated)

2026-07-01 中国科学院(CAS)

中国科学院大気物理研究所(IAP)の研究チームは、大気中CO₂濃度の上昇による植物の「節水効果」が従来の評価より過大視されている可能性を示した。植物はCO₂増加により気孔開度が低下して蒸散量が減少し、水利用効率が向上すると考えられてきた。しかし、CMIP6のC4MIPに参加する地球システムモデルを用いて解析した結果、葉面積の増加や気孔閉鎖は地表面のエネルギー収支を変化させ、大気の昇温と蒸発要求量の増大を引き起こし、結果として地表からの水分損失を増加させることが明らかになった。この大気フィードバックは、現在気候では北半球中・高緯度で植物の節水効果の54%を相殺し、CO₂濃度が4倍となる将来シナリオでは68%まで拡大すると予測された。研究は、CO₂の生理効果だけに依存した干ばつ対策では不十分であり、灌漑効率の向上、耐乾燥性作物の育種、持続可能な水資源管理などの適応策を進める必要性を示している。

植生のCO₂増加による「節水効果」は過大評価されている可能性(”Water-Saving” Effect of Vegetation Under Rising CO2 May Be Overestimated)
Direct and indirect pathways through which CO2 physiological effects influence evapotranspiration. (Image by IAP)

<関連情報>

CO2の蒸発散に対する生理学的影響の過大評価の可能性 A potential overestimation of CO2 physiological effects on evapotranspiration

Yi Hao, Xing Yuan, Xiazhen Xi, +2 , and Peili Wu
Proceedings of the National America of Sciences  Published:June 24, 2026
DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2534643123

Abstract

It is generally believed that CO2 physiological forcing can partially mitigate land surface drying under global warming by reducing stomatal conductance and evapotranspiration. Most of this type of study focuses on the direct regulation by vegetation physiology, overlooking interactive feedback from the atmosphere. Using fully coupled earth system model simulations, we find that the physiological benefit may have been optimistically overestimated. Vegetation-induced energy change may in turn further affect atmospheric vapor pressure deficit (VPD), exerting extra evapotranspiration demand indirectly. Indirect VPD feedback over northern mid-high latitudes could offset 54% (±26%) of evapotranspiration reduction driven by stomatal closure under current CO2 condition, and that proportion increases to 68% (±18%) at 4 × CO2. The enhanced VPD feedback is largely driven by vegetation-mediated albedo decline and temperature rise in northern mid-high latitudes, which intensifies evapotranspiration loss as stomatal constraints are minimal. These are important findings, substantially limiting the physiological benefits of CO2 with extra pressure on surface aridification and water resources.

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