蒸散作用的定量分析涉及土壤-植物-大氣連續體（SPAC）模型、氣孔生物學和全球碳水循環。
SPAC 模型
Van den Honert（1948）提出的 SPAC 概念將水從土壤到大氣的流動類比為電路中的電流：ψ_soil → ψ_root → ψ_stem → ψ_leaf → ψ_atmosphere，各段的水流量 = Δψ / R（R 為水力阻力）。整株植物的水力導度（hydraulic conductance, K_plant）決定了蒸散拉力需求：在穩態下 E = K_plant × (ψ_soil - ψ_leaf)。Sperry et al.（1998, Plant Cell Environ. 21: 347）的水力限制假說（hydraulic limitation hypothesis）指出，隨著樹木增高，維持木質部不空穴化所需的最低 ψ_leaf 越來越負，最終限制了氣孔開度和碳同化——這可能是大樹高度存在上限的原因。
氣孔的最適化理論
Cowan & Farquhar（1977, Adv. Bot. Res. 7: 117）提出最適氣孔行為理論：植物應調節氣孔使得在一段時間內碳獲取最大化而水分損失最小化，即 ∂E/∂A = λ = const（邊際水分成本恆定）。Medlyn et al.（2011, Glob. Change Biol. 17: 2134）基於此理論發展了統一氣孔導度模型（USM）：gs = g₀ + 1.6(1 + g₁/√D) × A/ca，其中 g₁ 是與 λ 相關的物種特異性參數，D 是水蒸氣壓虧缺。此模型已被整合到多數地球系統模型（ESMs）中用於預測全球蒸散。
氣孔對 CO₂ 的長期響應
化石氣孔指數（stomatal index, SI）研究顯示，植物在高 CO₂ 環境下減少氣孔密度（Woodward, 1987, Nature 327: 617）。FACE（Free-Air CO₂ Enrichment）實驗證實，CO₂ 濃度從 380 升至 550 ppm 可使氣孔導度降低 20-25%（Ainsworth & Rogers, 2007, Plant Cell Environ. 30: 258），這對全球水循環有深遠影響——地表徑流可能增加。
蒸散在全球水循環中的角色
全球陸地蒸散（evapotranspiration）佔陸地降水的約 60-70%，其中植物蒸散佔蒸散總量的 60-80%（Jasechko et al., 2013, Nature 496: 347）。亞馬遜雨林的蒸散量足以產生「飛行河流」（flying rivers），為下風處的降水貢獻 30-50% 的水汽。大規模毀林可能導致區域性降水崩潰的正反饋循環。
文獻參考：Sperry, J.S. et al. (1998). Plant Cell Environ., 21, 347-359. / Medlyn, B.E. et al. (2011). Glob. Change Biol., 17, 2134-2144.