近日，河北大学万师强教授领导的全球变化生态学实验室在《Environmental and Experimental Botany》期刊（JCR一区）发表题为“Effects of nighttime warming and nitrogen addition on leaf level net carbon balance of Phragmites australis in a freshwater wetland”的研究论文。该研究基于两年的野外控制实验，系统揭示了夜间增温与氮沉降对白洋淀淡水湿地优势植物——芦苇叶片净碳平衡的影响及其生理生态机制，为准确预测未来气候变化背景下湿地碳循环过程提供了关键科学依据。
全球气候变化呈现不对称增温特征，夜间升温幅度显著高于白天，同时大气氮沉降持续加剧。叶片净碳平衡作为植物光合固碳与呼吸释放碳的动态平衡，直接决定植物碳收支，是调控全球碳循环的核心环节。研究团队在白洋淀淡水湖泊湿地开展为期两年（2022–2023）的野外实验，设置对照、夜间增温、氮添加及两者联合处理四种处理，系统测定了芦苇叶片温度、气孔导度、羧化速率、电子传递速率、叶面积、氮含量等生理形态指标及叶片碳交换动态。研究发现：夜间增温使白天叶片碳吸收提高3.33%，但不影响夜间呼吸，最终导致日净碳平衡显著增加3.56%；叶片气孔导度的提升是碳吸收增强的主导因子。氮添加虽显著提高叶片氮含量、叶面积及Rubisco羧化最大速率和RuBP再生最大速率，但未改变气孔导度，因此叶片净碳平衡无显著变化。增温诱导的碳平衡增加主要归因于气孔导度和电子传递速率的协同贡献，二者共同解释了叶片碳平衡变异的48.2%。此外，环境因子中，空气湿度和太阳辐射分别贡献了18.5%和12.9%的变异。增温引起的叶片碳增益虽未显著改变地上生物量，但与根系生物量和总生物量的变化呈显著正相关，表明叶片尺度碳平衡变化可部分传递至整株植物碳积累。该研究为理解湿地植物对气候变化的响应策略提供了新视角，并指出将叶片尺度碳平衡响应纳入区域碳循环模型可有效降低预测不确定性。研究成果对湿地生态功能维持及应对气候变化政策制定具有重要参考价值。
该论文第一作者为河北大学生命科学学院全球变化生态学实验室已毕业博士生郭云鹏，通讯作者为万师强教授。研究得到国家自然科学基金（42530513）、河北省自然科学基金（C2022201042）及河北大学服务雄安新区建设专项项目（HDXAZX202506）的联合资助。