二氧化碳浓度增加会强化植物光合作用

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科技日报北京12月24日电（记者常丽君）瑞典科学家通过对比100年前植物标本和现代植物的新陈代谢发现，在过去的百余年间，大气二氧化碳水平增加使植物的净光合作用有所增加。这是世界第一个根据历史样本来推导植物新陈代谢生化调控的研究，将对今后的大气二氧化碳浓度模型产生影响。

目前，陆地植被吸收了人类活动产生二氧化碳的1/3，减缓了大气二氧化碳浓度升高的进程。光呼吸作用放出二氧化碳，光合作用吸收二氧化碳，净光合作用取决于二者之间的比率，新陈代谢流量比则取决于二氧化碳水平。但人们还从未在实验中分析过这种比率变化。在整个20世纪，大气二氧化碳增加使植物更偏向光合作用，但光呼吸作用会随温度升高而增加，意味着温度和二氧化碳的效应相反，二氧化碳驱动的代谢变化会被将来的温度升高所抵消。

陆地植物通过光合作用合成葡萄糖，葡萄糖分子内的同位素分布能反应光呼吸作用与光合作用的比率。瑞典于默奥大学和农业科学大学的研究人员探测了c3脉管植物、作物和泥炭藓类植物的标本中的同位素，并与现代植物对比，发现从1900年到2013年之间，由于大气二氧化碳浓度增加，光呼吸作用与光合作用的比率在持续下降。这一研究观察的是最根本的生化源头的变化，所以这种改变对全球大部分植被都是适用的。

研究人员得出结论，在整个20世纪，大气二氧化碳浓度增加使植物更偏向光合作用，这种改变提高了全球植被遏制气候变化的能力。

植被通过光合作用捕获二氧化碳的能力不仅是全球二氧化碳平衡的决定因素，还可用于预测未来的气候变化和作物产量。研究团队通过对比历史样本植物与现代植物的新陈代谢变化，定量确定了在20世纪期间，大气二氧化碳水平增加对植物捕获二氧化碳能力的贡献。

该研究负责人、于默奥大学医学生化与生物物理学教授尤根·雪莱彻说：“我们重现了过去植物应对环境变化所产生的代谢变化，为更好地模拟未来植物的表现奠定了基础。”

相关论文发表在美国《国家科学院学报》上。