二氧化碳濃度增加會強化植物光合作用
- 發佈時間：2015-12-25 01:29:43 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京12月24日電 （記者常麗君）瑞典科學家通過對比100年前植物標本和現代植物的新陳代謝發現，在過去的百餘年間，大氣二氧化碳水準增加使植物的凈光合作用有所增加。這是世界第一個根據歷史樣本來推導植物新陳代謝生化調控的研究，將對今後的大氣二氧化碳濃度模型産生影響。
目前，陸地植被吸收了人類活動産生二氧化碳的1/3，減緩了大氣二氧化碳濃度升高的進程。光呼吸作用放出二氧化碳，光合作用吸收二氧化碳，凈光合作用取決於二者之間的比率，新陳代謝流量比則取決於二氧化碳水準。但人們還從未在實驗中分析過這種比率變化。在整個20世紀，大氣二氧化碳增加使植物更偏向光合作用，但光呼吸作用會隨溫度升高而增加，意味著溫度和二氧化碳的效應相反，二氧化碳驅動的代謝變化會被將來的溫度升高所抵消。
陸地植物通過光合作用合成葡萄糖，葡萄糖分子內的同位素分佈能反應光呼吸作用與光合作用的比率。瑞典于默奧大學和農業科學大學的研究人員探測了C3脈管植物、作物和泥炭蘚類植物的標本中的同位素，並與現代植物對比，發現從1900年到2013年之間，由於大氣二氧化碳濃度增加，光呼吸作用與光合作用的比率在持續下降。這一研究觀察的是最根本的生化源頭的變化，所以這種改變對全球大部分植被都是適用的。
研究人員得出結論，在整個20世紀，大氣二氧化碳濃度增加使植物更偏向光合作用，這種改變提高了全球植被遏制氣候變化的能力。
植被通過光合作用捕獲二氧化碳的能力不僅是全球二氧化碳平衡的決定因素，還可用於預測未來的氣候變化和作物産量。研究團隊通過對比歷史樣本植物與現代植物的新陳代謝變化，定量確定了在20世紀期間，大氣二氧化碳水準增加對植物捕獲二氧化碳能力的貢獻。
該研究負責人、于默奧大學醫學生化與生物物理學教授尤根·雪萊徹説：“我們重現了過去植物應對環境變化所産生的代謝變化，為更好地模擬未來植物的表現奠定了基礎。”
相關論文發表在美國《國家科學院學報》上。
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