气溶胶可以显著影响生态系统的碳和水通量，进而改变碳水耦合关系，通常以水利用效率（WUE）表征。然而，由于野外观测不足，目前相关的生态生理机制的理解仍不清楚。我们对暴露于自然气溶胶波动的杨树的叶片光合作用和蒸腾作用进行了四年的测量，并对树干生长和树液流量进行了三年的测量，以阐明气溶胶对植物水分利用效率的影响。研究发现，气溶胶改善太阳叶片水分利用效率主要是因为光合有效辐射（PAR）的急剧下降抑制了其蒸腾作用，而光合作用受到的影响较小，因为低叶片蒸气压不足（VPDleaf）引起的正效应抵消了PAR下降引起的负效应。相反，扩散辐射施肥效应（DRF）刺激遮荫叶片光合作用，对蒸腾量的影响很小，从而提高了其WUE。树茎生长和茎干液流的观测进一步验证了这种机制。本文观测证据表明，与以往基于气孔的碳水耦合不同，碳吸收和水利用对气溶胶污染表现出不同的反应，最终提高了叶片和冠层水平的水分利用效率。