Fragen Sie Die Experten: Kommt Steigendes CO2 Den Pflanzen Zugute?

Die negativen Auswirkungen des Klimawandels auf Pflanzen werden wahrscheinlich die Gewinne aus erhöhten atmosphärischen Kohlendioxidwerten überwiegen.

Klimaskeptiker haben ein Arsenal an Argumenten dafür, warum Menschen ihre CO2-Emissionen nicht senken müssen. Einige behaupten, dass der CO steigt₂ Niveaus kommen Pflanzen zugute, daher ist die globale Erwärmung nicht so schlimm, wie Wissenschaftler behaupten. "Eine höhere Kohlendioxidkonzentration in unserer Atmosphäre würde die Photosynthese unterstützen, was wiederum zu einem erhöhten Pflanzenwachstum beiträgt", schrieb Rep. Lamar Smith (R-Texas) in einem Kommentar im letzten Jahr. "Dies korreliert mit einer größeren Lebensmittelproduktion und einer besseren Lebensmittelqualität." Wissenschaftler und andere, die Emissionsreduzierungen fordern, seien hysterisch, behauptet er.

Ist es also wahr, dass das atmosphärische CO steigt?₂ wird Pflanzen helfen, einschließlich Nahrungspflanzen? Scientific American hat mehrere Experten gebeten, über die Wissenschaft zu sprechen, die hinter dieser Frage steht.

Experten sagen, dass dieses Argument einen Kern der Wahrheit enthält, basierend auf dem, was Wissenschaftler als CO bezeichnen₂ Befruchtungseffekt. „CO₂ ist für die Photosynthese von entscheidender Bedeutung “, sagt Richard Norby, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter der Abteilung für Umweltwissenschaften und des Climate Change Science Institute des Oak Ridge National Laboratory. „Wenn Sie ein Blatt [in einem Labor] isolieren und den CO-Gehalt erhöhen₂wird die Photosynthese zunehmen. Das ist gut etabliert. " Norby merkt jedoch an, dass die Ergebnisse, die Wissenschaftler in Labors erzielen, im Allgemeinen nicht das sind, was in der weitaus komplexeren Außenwelt passiert. Viele andere Faktoren sind am Pflanzenwachstum in ungepflegten Wäldern, Feldern und anderen Ökosystemen beteiligt. Zum Beispiel "ist Stickstoff oft so knapp, dass er der Hauptregler für die Produktion von Biomasse in einem Ökosystem ist", sagt er. „Wenn Stickstoff begrenzt ist, ist der Nutzen des CO₂ Erhöhung ist begrenzt…. Sie können sich nicht nur CO ansehen₂, weil der Gesamtkontext wirklich wichtig ist. “

Wissenschaftler haben den CO beobachtet₂ Düngungseffekt in natürlichen Ökosystemen, einschließlich einer Reihe von Versuchen, die in den letzten Jahrzehnten auf Waldflächen im Freien durchgeführt wurden. In diesen Experimenten wurde CO künstlich verdoppelt₂ Laut Norby, der an den Versuchen beteiligt war, stieg die Produktivität der Bäume vor dem industriellen Niveau um rund 23 Prozent. Bei einem der Experimente nahm dieser Effekt jedoch im Laufe der Zeit aufgrund einer Stickstoffbegrenzung signifikant ab. Das deutet darauf hin, dass „wir den CO nicht annehmen können₂ Der Befruchtungseffekt bleibt auf unbestimmte Zeit bestehen “, sagt Norby.

Viele Skeptiker ignorieren nicht nur die langfristigen Aussichten, sondern erwähnen auch nicht das potenziell schädlichste Ergebnis eines Anstiegs des atmosphärischen CO₂ auf Vegetation: Klimawandel selbst. Seine negativen Folgen - wie Dürre und Hitzestress - würden wahrscheinlich alle direkten Vorteile eines steigenden CO überwältigen₂ könnte Pflanzen bieten. "Es ist nicht angebracht, sich den CO anzusehen₂ Düngungseffekt isoliert “, sagt er. "Sie können positive und negative Dinge gleichzeitig haben, und es ist das Nettoguthaben, das zählt." Obwohl die Behauptung der Skeptiker eine grundlegende Wahrheit enthält, sagt er: "Was in diesem Argument fehlt, ist, dass es nicht das ganze Bild ist."

Wissenschaftler haben sich auch speziell mit den Auswirkungen eines Anstiegs des CO befasst₂ auf landwirtschaftliche Pflanzen und fand einen Düngungseffekt. „Für viele Kulturen [mehr CO₂] ist wie zusätzliches Material in der Atmosphäre, mit dem sie wachsen können “, sagt Frances Moore, Assistenzprofessorin für Umweltwissenschaften und -politik an der University of California in Davis. Sie und andere Experten stellen fest, dass es eine Ausnahme für bestimmte Arten von Pflanzen wie Mais gibt, die Zugang zu CO haben₂ für die Photosynthese auf einzigartige Weise. Aber für die meisten anderen Pflanzen essen Menschen - einschließlich Weizen, Reis und Sojabohnen - „mit höherem CO₂ wird ihnen direkt helfen “, sagt Moore. CO verdoppeln₂ Aus vorindustrieller Sicht steigert sie die Produktivität von Pflanzen wie Weizen um rund 11,5 Prozent und von Pflanzen wie Mais um rund 8,4 Prozent.

Ein Mangel an Stickstoff oder anderen Nährstoffen wirkt sich dank Dünger weniger auf landwirtschaftliche Pflanzen als auf wilde aus. Untersuchungen zeigen jedoch, dass Pflanzen „frühzeitig von einem höheren CO profitieren₂, aber dieser [Vorteil] beginnt zu sättigen “, nachdem das Gas ein bestimmtes Niveau erreicht hat, sagt Moore und fügt hinzu:„ Je mehr CO₂ Sie haben, je weniger Nutzen Sie erhalten. “Und während steigendes Kohlendioxid als Segen für die Landwirtschaft erscheinen mag, betont Moore auch, dass mögliche positive Auswirkungen nicht isoliert betrachtet werden können und wahrscheinlich durch viele Nachteile aufgewogen werden. „Auch mit dem Vorteil von CO₂ Befruchtung, wenn Sie anfangen, sich auf 1 bis 2 Grad zu erwärmen, sehen Sie negative Auswirkungen “, sagt sie. „Es gibt viele verschiedene Wege, auf denen die Temperatur den Ernteertrag negativ beeinflussen kann: Bodenfeuchtigkeitsdefizit [oder] Wärme, die die Pflanzen direkt schädigt und ihren Fortpflanzungsprozess stört.“Darüber hinaus weist Moore auf eine erhöhte CO hin₂ kommt auch Unkräutern zugute, die mit landwirtschaftlichen Pflanzen konkurrieren.

Steigender CO₂Die Auswirkungen auf Nutzpflanzen könnten auch die menschliche Gesundheit schädigen. „Wir wissen eindeutig, dass wenn man Lebensmittel mit erhöhtem CO anbaut₂ Auf Feldern wird es weniger nahrhaft “, bemerkt Samuel Myers, Hauptforscher für Umweltgesundheit an der Harvard University. "[Nahrungspflanzen] verlieren erhebliche Mengen an Eisen und Zink - und Getreide [verlieren] auch Protein." Myers und andere Forscher haben atmosphärisches CO gefunden₂ Für Mitte des Jahrhunderts prognostizierte Werte - etwa 550 ppm - könnten dazu führen, dass Nahrungspflanzen genug von diesen wichtigen Nährstoffen verlieren, um bei geschätzten 150 Millionen Menschen einen Proteinmangel und bei weiteren 150 bis 200 Millionen Menschen ein Zinkdefizit zu verursachen. (Beide Zahlen kommen zu der Zahl der Menschen hinzu, die bereits einen solchen Mangel haben.) Insgesamt 1,4 Milliarden Frauen im gebärfähigen Alter und Kleinkinder, die in Ländern mit einer hohen Prävalenz von Anämie leben, würden mehr als 3,8 verlieren Prozent ihres Nahrungseisens bei einem solchen CO₂ Ebenen, nach Meyers.

Forscher wissen noch nicht, warum höhere atmosphärische CO₂ verändert den Nährstoffgehalt der Pflanzen. Aber Myers sagt: „Unter dem Strich wissen wir, dass der CO steigt₂ reduziert die Konzentration kritischer Nährstoffe auf der ganzen Welt “, fügt hinzu, dass diese Art von Nährstoffmängeln bereits erhebliche Bedrohungen für die öffentliche Gesundheit darstellen und sich nur als CO verschlechtern werden₂ Ebenen steigen. "Das Problem mit dem Argument [der Skeptiker] ist, dass es so ist, als ob Sie den CO auswählen können₂ Düngungseffekt aus dem Gesamteffekt der Zugabe von Kohlendioxid zur Atmosphäre “, sagt Myers. Aber so funktioniert die Welt - oder ihr Klima - nicht.