阿曼达·卡瓦纳和凯特琳·摩尔的《对话》 信用:lowpower225 / shutterstock 植物为我们做了很多工作，生产我们呼吸的空气，我们吃的食物，甚至我们的一些药物
但是当谈到去除大气中的二氧化碳时，我们可能高估了它们的能力
光合作用就像我们星球的肺——植物利用光和二氧化碳(CO2)制造它们生长所需的糖，并在这个过程中释放氧气
当大气中的二氧化碳浓度增加时，由于人类燃烧化石燃料，人们可能会认为植物正在享受无限生长的食物大餐
但是发表在《科学》杂志上的一项新研究表明，这种过度的财富并不像以前认为的那样有效
由于二氧化碳是植物的主要食物来源，增加二氧化碳的含量直接刺激了大多数植物的光合速率
这种光合作用的增强，被称为“二氧化碳施肥效应”，促进了地球上许多植物物种的生长，这种效应在作物和小树中最为明显，而在成熟的森林中则不太明显
在过去的50年里，光合作用和储存在植被和土壤中的二氧化碳量一直在增加，现在平均每年至少吸收人类排放的四分之一
我们一直认为，随着二氧化碳浓度的上升，这种好处将继续增加，但33年来收集的数据显示，这可能不是真的
受精正在减少 准确估计全球二氧化碳施肥效应的规模绝非易事
我们必须了解是什么限制了从一个区域到另一个区域的光合作用，以及从一片叶子内的分子到整个生态系统的每一个尺度
新的科学研究背后的大型研究团队使用了来自卫星和地面观测的数据以及碳循环模型的组合
利用这一强大的工具包，他们发现，从1982年到2015年，全球大部分地区的施肥效应都在下降——这一趋势与观察到的养分浓度和可用土壤水分的变化密切相关
世界各地的FLUXNET铁塔测量生物圈和大气之间二氧化碳、水蒸气和能量的交换
作者:凯特琳·摩尔 在许多方面，这些不同工具的结合有助于描绘一幅更完整的世界生态系统是如何进行光合作用的画面
研究人员使用了从通量塔收集的长期测量数据，如下图所示，通量塔连续监测植物消耗的二氧化碳和水，分布在地球的生物群落中，提供了在生态系统尺度上测量光合作用的最佳方法
通量塔的测量范围有限(1公里左右)，但这些塔收集的数据有助于验证卫星对光合作用进行量的估计
自20世纪90年代(在某些情况下更早)以来，卫星和通量塔现在提供记录，科学家能够评估全球光合作用的长期趋势
然后，这些可以与“模型”相比较——基于计算机的模拟预测植物与环境的相互作用——就像研究人员在最近的研究中所做的那样
模型可能缺少什么？ 在最新的研究中，研究人员发现CO2施肥的减少与营养物质和水的可用性有关，而计算机模拟可能没有正确解释这一点
我们知道氮和磷等营养物质在某些地区正在减少——这可能是没有说明的
当环境改变时，植物也能适应或改变它们的生长方式
就像我们可以在食物充足的时候花更少的钱在食品上一样，当植物在高二氧化碳浓度下生长时，它们在光合作用中投入更少的氮
当这种情况发生时，二氧化碳施肥不如以前有效
因为有些植物比其他植物有更强的反应，这种反应在计算机模拟中很难解释
多年来，一些人一直认为碳肥可以减缓大气中二氧化碳的增长速度，从而缓解气候变化
尽管这种效应已经被植入了预测未来气候的模型中，但这一观点已经被那些认为世界对气候变化反应过度的人广泛误解了
但是，如果新的研究是正确的，而且我们确实高估了未来植物从大气中吸收的碳量，即使我们最谨慎的气候预测也可能是乐观的
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