评论与综合：从生物体到生态系统的碳利用效率 - 定义、理论和实证证据

摘要。碳（C）在地球表面与大气之间的循环由生物和非生物过程控制，这些过程调节生物地球化学库中的C储存和释放到大气中。这一划分通过多种形式的C利用效率（CUE）量化——系统中剩余的C与进入该系统的C的比率。生物CUE是指分配于生物合成的吸收入的C的部分。在土壤和沉积物中，C储存也依赖于非生物过程，因此可以使用C储存效率（CSE）这一术语。在这里，我们首先回顾并协调为自养和异养生物及其群落、食物网、整个生态系统和流域，以及土壤和沉积物提出的CUE和CSE定义，使用一个共同的数学框架。其次，我们识别出一般的CUE模式；例如，实际CUE随着生长条件的改善而增加，而表观CUE随着周转率的增加而减少。然后，我们综合了超过5000个CUE估计，显示CUE随着生物和生态组织的增加而减少——从单细胞生物到多细胞生物，从个体到生态系统。我们得出结论，CUE是耦合生物-非生物系统的一个涌现属性，它应该被视为一个灵活且依赖于尺度的指标，用于衡量给定系统有效保留C的能力。