stringtranslate.com

Эффект удобрения CO2

Вверху: степень, в которой рост растений выигрывает от CO2 в различных областях (красный = более положительное влияние). Внизу: влияние на основные типы наземных биомов : вечнозеленые широколиственные леса (EBF), другие леса (OF), короткая древесная растительность (SW), луга (GRA), пахотные земли (CRO), растения с фиксацией углерода C4 и общее. [1]

Эффект удобрения CO 2 или эффект удобрения углеродом вызывает повышенную скорость фотосинтеза , ограничивая при этом транспирацию листьев у растений. Оба процесса являются результатом повышенного уровня атмосферного углекислого газа (CO 2 ). [2] [3] Эффект удобрения углеродом варьируется в зависимости от вида растений, температуры воздуха и почвы, а также доступности воды и питательных веществ. [4] [5] Чистая первичная продуктивность (NPP) может положительно реагировать на эффект удобрения углеродом. [6] Хотя, данные показывают, что повышенные скорости фотосинтеза у растений из-за удобрения CO 2 не увеличивают напрямую весь рост растений и, следовательно, хранение углерода. [4] Сообщается, что эффект удобрения углеродом является причиной 44% увеличения валовой первичной продуктивности (GPP) с 2000-х годов. [1] Модели системы Земли , модели системы суши и динамические глобальные модели растительности используются для исследования и интерпретации тенденций растительности, связанных с повышением уровня атмосферного CO 2 . [4] [7] Однако экосистемные процессы , связанные с эффектом обогащения CO2 , остаются неопределенными и поэтому их сложно моделировать. [8] [9]

Наземные экосистемы снизили концентрацию CO2 в атмосфере и частично смягчили последствия изменения климата . [10] Реакция растений на эффект удобрения углеродом вряд ли значительно снизит концентрацию CO2 в атмосфере в течение следующего столетия из-за растущего антропогенного влияния на атмосферный CO2 . [ 3] [4] [11] [12] Растительные земли Земли показали значительное позеленение с начала 1980-х годов [13], в основном из-за повышения уровня атмосферного CO2 . [ 14] [15] [16] [17]

Теория предсказывает, что тропики будут иметь наибольшее поглощение из-за эффекта удобрения углерода, но это не было замечено. Количество поглощения CO 2 от удобрения CO 2 также зависит от того, как леса реагируют на изменение климата, и защищены ли они от вырубки лесов . [18]

Изменения в концентрации углекислого газа в атмосфере могут снизить питательную ценность некоторых культур, например, в пшенице будет меньше белка и некоторых минералов. [19] : 439  [20] В продовольственных культурах может наблюдаться снижение содержания белка , железа и цинка в обычных продовольственных культурах на 3–17%. [21]

Механизм

В процессе фотосинтеза растения используют CO2 из атмосферы, воду из земли и энергию солнца для создания сахаров, используемых для роста и топлива. [22] При использовании этих сахаров в качестве топлива углерод высвобождается обратно в атмосферу ( фотодыхание ), а рост сохраняет углерод в физических структурах растения (т. е. листьях, древесине или недревесных стеблях). [23] Приблизительно 19 процентов углерода Земли хранится в растениях, [24] рост растений играет важную роль в сохранении углерода на земле, а не в атмосфере. В контексте сохранения углерода рост растений часто называют продуктивностью биомассы. [23] [25] [26] Этот термин используется, потому что исследователи сравнивают рост различных растительных сообществ по их биомассе, количеству содержащегося в них углерода.

Увеличение производительности биомассы напрямую увеличивает количество углерода, хранящегося в растениях. [23] И поскольку исследователи интересуются хранением углерода, их интересует, где находится большая часть биомассы в отдельных растениях или в экосистеме. Растения сначала будут использовать имеющиеся у них ресурсы для выживания и поддерживать рост и поддержание наиболее важных тканей, таких как листья и тонкие корни, которые имеют короткий срок жизни. [27] С большим количеством доступных ресурсов растения могут выращивать более постоянные, но менее необходимые ткани, такие как древесина. [27]

Если воздух, окружающий растения, имеет более высокую концентрацию углекислого газа, они могут лучше расти и накапливать больше углерода [28] , а также накапливать углерод в более постоянных структурах, таких как древесина. [23] Имеющиеся данные показывают, что это происходит по нескольким различным причинам. Во-первых, растения, которые в противном случае были бы ограничены доступностью углерода или света, получают выгоду от более высокой концентрации углерода. [29] Другая причина заключается в том, что растения могут более эффективно использовать воду из-за сниженной устьичной проводимости . [30] Растения, испытывающие более высокую концентрацию CO 2, могут получить выгоду от большей способности получать питательные вещества из микоризных грибов в транзакции «сахар на питательные вещества». [31] Такое же взаимодействие может также увеличить количество углерода, хранящегося в почве микоризными грибами. [32]

Наблюдения и тенденции

С 2002 по 2014 год растения, по-видимому, перешли на сверх меры, начав извлекать больше CO2 из воздуха, чем раньше. [33] Результатом стало то, что скорость, с которой CO2 накапливается в атмосфере, не увеличилась в течение этого периода времени, хотя ранее она значительно возросла в соответствии с ростом выбросов парниковых газов. [33]

Обзор научных исследований в теплицах 1993 года показал, что удвоение концентрации CO 2 стимулирует рост 156 различных видов растений в среднем на 37%. Реакция значительно различалась в зависимости от вида, некоторые показали гораздо больший прирост, а некоторые показали потерю. Например, исследование в теплицах 1979 года показало, что при удвоении концентрации CO 2 сухой вес 40-дневных растений хлопка удвоился, но сухой вес 30-дневных растений кукурузы увеличился всего на 20%. [34] [35]

В дополнение к исследованиям в теплицах, полевые и спутниковые измерения пытаются понять влияние повышенного содержания CO2 в более естественных условиях. В экспериментах по обогащению углекислым газом в свободном воздухе (FACE) растения выращиваются на полевых участках, а концентрация CO2 в окружающем воздухе искусственно повышается. В этих экспериментах обычно используются более низкие уровни CO2, чем в исследованиях в теплицах. Они показывают меньший прирост роста, чем исследования в теплицах, причем прирост в значительной степени зависит от изучаемых видов. Обзор 12 экспериментов 2005 года при 475–600 ppm показал средний прирост урожайности на 17%, причем бобовые обычно показывают большую реакцию, чем другие виды, а растения C4, как правило, показывают меньшую. В обзоре также указано, что эксперименты имеют свои собственные ограничения. Изученные уровни CO2 были ниже, и большинство экспериментов проводились в умеренных регионах. [36] Спутниковые измерения показали увеличение индекса листовой поверхности на 25–50 % площади растительности Земли за последние 35 лет (т.е. озеленение планеты), что свидетельствует о положительном эффекте удобрения CO2 . [ 37] [38]

В зависимости от окружающей среды существуют различные реакции на повышенный уровень CO2 в атмосфере между основными «функциональными типами» растений, такими как растения C3 и C4 , или более или менее древесные виды; что, среди прочего, может изменить конкуренцию между этими группами. [ 39 ] [40] Увеличение CO2 также может привести к увеличению соотношения углерода и азота в листьях растений или в других аспектах химии листьев, возможно, изменяя питание травоядных . [41] Исследования показывают, что удвоенные концентрации CO2 приведут к увеличению фотосинтеза у растений C3, но не у растений C4. [42] Однако также показано, что растения C4 способны лучше переносить засуху, чем растения C3 . [ 43]

Эксперименты по обогащению

Эффекты обогащения CO 2 могут быть проще всего достигнуты в теплице (см. Теплица § Обогащение углекислым газом для его сельскохозяйственного использования). Однако для экспериментов результаты, полученные в теплице, были бы сомнительны из-за введения слишком большого количества смешивающих переменных. Открытые камеры также подвергались сомнению, при этом некоторые критики приписывали, например, снижение концентрации минералов, обнаруженное в этих экспериментах по обогащению CO 2 , ограничениям, наложенным на корневую систему. Текущим состоянием дел является методология FACE, где CO 2 выпускается непосредственно в открытом поле. [44] Даже в этом случае есть сомнения относительно того, применимы ли результаты FACE в одной части мира к другой. [45]

CO2 в свободном воздухе2Эксперименты по обогащению (FACE)

ORNL провела эксперименты FACE, в ходе которых уровни CO2 были увеличены по сравнению с окружающими уровнями в лесных насаждениях . [46] Эти эксперименты показали: [47]

Эксперименты FACE критиковались за то, что они не являются репрезентативными для всего земного шара. Эти эксперименты не предполагалось распространять на весь мир. Подобные эксперименты проводятся и в других регионах, например, в тропических лесах Амазонки в Бразилии . [45]

Сосны

Университет Дьюка провел исследование, в ходе которого они ввели в плантацию ладанной сосны повышенный уровень CO2 . [ 49] Исследования показали, что сосны действительно росли быстрее и крепче. Они также были менее подвержены повреждениям во время ледяных бурь, что является фактором, ограничивающим рост ладанной сосны дальше на север. Лес чувствовал себя относительно лучше в засушливые годы. Гипотеза заключается в том, что ограничивающими факторами роста сосен являются питательные вещества, такие как азот, которого не хватает на большей части сосновых земель на юго-востоке. Однако в засушливые годы деревья не сталкиваются с этими факторами, поскольку они растут медленнее, поскольку ограничивающим фактором является вода. Когда выпадает много осадков, деревья достигают пределов питательных веществ участка, а дополнительный CO2 не приносит пользы. Большинство лесных почв в юго-восточном регионе испытывают дефицит азота и фосфора, а также микроэлементов . Сосновые леса часто располагаются на землях, которые использовались для хлопка, кукурузы или табака. Поскольку эти культуры истощают изначально неглубокие и бесплодные почвы, фермеры, выращивающие деревья, должны работать над улучшением почв.

Влияние на питание человека

Среднее снижение плотности микроэлементов в ряде культур при повышенных концентрациях CO2 , реконструированное на основе многочисленных исследований с помощью метаанализа . [50] Повышенная концентрация на этом рисунке, 689 ppm, более чем на 50% превышает текущие уровни, однако ожидается, что она будет достигнута в сценариях изменения климата «среднего диапазона» и будет превзойдена в сценариях с высоким уровнем выбросов. [51]

Изменения в атмосферном углекислом газе могут снизить питательную ценность некоторых культур, например, пшеница будет содержать меньше белка и меньше некоторых минералов. [52] : 439  [53] Питательная ценность растений C3 (например, пшеницы, овса, риса) особенно подвержена риску: ожидается более низкий уровень белка, а также минералов (например, цинка и железа). [54] : 1379  Продовольственные культуры могут увидеть снижение содержания белка , железа и цинка в обычных продовольственных культурах от 3 до 17%. [55] Это прогнозируемый результат выращивания продуктов питания при ожидаемых уровнях атмосферного углекислого газа 2050 года. Используя данные Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН , а также других общедоступных источников, авторы проанализировали 225 различных основных продуктов питания, таких как пшеница , рис , кукуруза , овощи , корнеплоды и фрукты . [56]

Влияние повышенного уровня углекислого газа в атмосфере на питательные качества растений не ограничивается только вышеупомянутыми категориями культур и питательными веществами. Метаанализ 2014 года показал, что культуры и дикие растения, подвергающиеся воздействию повышенного уровня углекислого газа на различных широтах, имеют более низкую плотность нескольких минералов, таких как магний, железо, цинк и калий. [50]

Исследования с использованием обогащения концентрацией свободного воздуха также показали, что увеличение CO2 приводит к снижению концентрации микроэлементов в сельскохозяйственных и несельскохозяйственных растениях с негативными последствиями для питания человека, [57] [50] включая снижение витаминов группы B в рисе. [58] [59] Это может иметь косвенные последствия для других частей экосистемы , поскольку травоядным животным нужно будет потреблять больше пищи, чтобы получить то же количество белка. [60]

Эмпирические данные показывают, что повышение уровня CO 2 приводит к снижению концентрации многих минералов в тканях растений. Удвоение уровня CO 2 приводит к снижению концентрации минералов в среднем на 8%. [50] Снижение уровня магния, кальция, калия, железа, цинка и других минералов в сельскохозяйственных культурах может ухудшить качество питания человека. Исследователи сообщают, что ожидаемый во второй половине 21-го века уровень CO 2 , вероятно, снизит уровень цинка, железа и белка в пшенице, рисе, горохе и соевых бобах. Около двух миллиардов человек живут в странах, где граждане получают более 60 процентов своего цинка или железа из этих типов сельскохозяйственных культур. Дефицит этих питательных веществ уже приводит к предполагаемой потере 63 миллионов лет жизни ежегодно. [61] [62]

Наряду со снижением содержания минералов, данные показывают, что растения содержат на 6% больше углерода, на 15% меньше азота, на 9% меньше фосфора и на 9% меньше серы при двойном содержании CO2 . Увеличение содержания углерода в основном связано с углеводами, не играющими структурной роли в растениях – усваиваемым человеком, обеспечивающим калории крахмалом и простыми сахарами. Уменьшение содержания азота напрямую приводит к снижению содержания белка. В результате более высокий уровень CO2 не только снижает содержание микроэлементов в растении, но и качество его макроэлементной комбинации. [50]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Chen C, Riley WJ, Prentice IC, Keenan TF (март 2022 г.). «CO2-фертилизация наземного фотосинтеза, выведенная из локального и глобального масштабов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 119 (10): e2115627119. Bibcode : 2022PNAS..11915627C. doi : 10.1073/pnas.2115627119 . PMC  8915860. PMID  35238668 .
  2. ^ Ueyama M, Ichii K, Kobayashi H, Kumagai TO, Beringer J, Merbold L и др. (17.07.2020). «Вывод эффекта фертилизации CO2 на основе глобального мониторинга обмена земля-атмосфера с помощью теоретической модели». Environmental Research Letters . 15 (8): 084009. Bibcode : 2020ERL....15h4009U. doi : 10.1088/1748-9326/ab79e5 . ISSN  1748-9326.
  3. ^ ab Tharammal T, Bala G, Narayanappa D, Nemani R (апрель 2019 г.). «Потенциальная роль удобрения CO 2 , осаждения азота, изменения климата, землепользования и изменения земельного покрова в глобальном поглощении углерода на суше в двадцать первом веке». Climate Dynamics . 52 (7–8): 4393–4406. Bibcode :2019ClDy...52.4393T. doi :10.1007/s00382-018-4388-8. ISSN  0930-7575. S2CID  134286531.
  4. ^ abcd Hararuk O, Campbell EM, Antos JA, Parish R (декабрь 2018 г.). «Годичные кольца деревьев не дают никаких доказательств эффекта удобрения CO2 в старых субальпийских лесах западной Канады». Global Change Biology . 25 (4): 1222–1234. Bibcode :2019GCBio..25.1222H. doi : 10.1111/gcb.14561 . PMID  30588740.
  5. ^ Cartwright J (16 августа 2013 г.). «Как углеродное удобрение влияет на урожайность?». environmentalresearchweb . Environmental Research Letters. Архивировано из оригинала 27 июня 2018 г. Получено 3 октября 2016 г.
  6. ^ Smith WK, Reed SC, Cleveland CC, Ballantyne AP, Anderegg WR, Wieder WR и др. (март 2016 г.). «Большое расхождение оценок спутниковой и земной системной модели глобального наземного CO 2 -фертилизации». Nature Climate Change . 6 (3): 306–310. Bibcode : 2016NatCC...6..306K. doi : 10.1038/nclimate2879. ISSN  1758-678X.
  7. ^ Бастос А., Сиаис П., Шевалье Ф., Рёденбек С., Баллантайн А.П., Меньян Ф., Инь Ю., Фернандес-Мартинес М., Фридлингштейн П., Пенуэлас Дж., Пиао С.Л. (07.10.2019). «Контрастное влияние удобрений CO2, изменений в землепользовании и потепления на сезонную амплитуду обмена CO2 в Северном полушарии». Химия и физика атмосферы . 19 (19): 12361–12375. Бибкод : 2019ACP....1912361B. дои : 10.5194/acp-19-12361-2019 . ISSN  1680-7324.
  8. ^ Li Q, Lu X, Wang Y, Huang X, Cox PM, Luo Y (ноябрь 2018 г.). «Индекс площади листьев определен как основной источник изменчивости в моделируемом удобрении CO2». Biogeosciences . 15 (22): 6909–6925. doi : 10.5194/bg-2018-213 .
  9. ^ Albani M, Medvigy D, Hurtt GC, Moorcroft PR (декабрь 2006 г.). «Вклад изменения землепользования, удобрения CO 2 и изменчивости климата в сток углерода на востоке США: разделение стока углерода на востоке США». Global Change Biology . 12 (12): 2370–2390. doi :10.1111/j.1365-2486.2006.01254.x. S2CID  2861520.
  10. ^ Wang S, Zhang Y, Ju W, Chen JM, Ciais P, Cescatti A и др. (декабрь 2020 г.). «Недавнее глобальное снижение влияния удобрения CO2 на фотосинтез растительности». Science . 370 (6522): 1295–1300. Bibcode :2020Sci...370.1295W. doi :10.1126/science.abb7772. hdl : 10067/1754050151162165141 . PMID  33303610. S2CID  228084631.
  11. ^ Sugden AM (11.12.2020). Funk M (ред.). «Снижение эффекта фертилизации углерода». Science . 370 (6522): 1286.5–1287. Bibcode :2020Sci...370S1286S. doi :10.1126/science.370.6522.1286-e. S2CID  230526366.
  12. ^ Kirschbaum MU (январь 2011 г.). «Улучшает ли усиленный фотосинтез рост? Уроки, извлеченные из исследований обогащения CO2». Физиология растений . 155 (1): 117–24. doi :10.1104/pp.110.166819. PMC 3075783. PMID  21088226 . 
  13. ^ "Global Green Up Slows Warming". earthobservatory.nasa.gov . 2020-02-18 . Получено 2020-12-27 .
  14. ^ Табор А (2019-02-08). «Человеческая деятельность в Китае и Индии доминирует в озеленении Земли». NASA . Получено 2020-12-27 .
  15. ^ Zhu Z, Piao S, Myneni RB, Huang M, Zeng Z, Canadell JG и др. (2016-08-01). «Озеленение Земли и его движущие силы». Nature Climate Change . 6 (8): 791–795. Bibcode : 2016NatCC...6..791Z. doi : 10.1038/nclimate3004. S2CID  7980894.
  16. ^ Хилле К (25.04.2016). «Удобрение углекислым газом озеленяет Землю, исследование находит». NASA . Получено 27.12.2020 .
  17. ^ «Если вы ищете хорошие новости об изменении климата, это лучшее, что есть сейчас». Washington Post . Получено 11 ноября 2016 г.
  18. ^ Schimel D, Stephens BB, Fisher JB (январь 2015 г.). «Влияние увеличения CO2 на цикл углерода в наземной атмосфере». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (2): 436–41. Bibcode : 2015PNAS..112..436S. doi : 10.1073/pnas.1407302112 . PMC 4299228. PMID  25548156 . 
  19. ^ Mbow C, Rosenzweig C, Barioni LG, Benton TG, Herrero M, Krishnapillai M и др. (2019). "Глава 5: Продовольственная безопасность" (PDF) . В Shukla PR, Skea J, Calvo Buendia E, Masson-Delmotte V, Pörtner HO, Roberts DC и др. (ред.). Изменение климата и земля: специальный доклад МГЭИК об изменении климата, опустынивании, деградации земель, устойчивом управлении земельными ресурсами, продовольственной безопасности и потоках парниковых газов в наземных экосистемах.
  20. ^ Milius S (13 декабря 2017 г.). «Растут опасения, что изменение климата тихо украдет питательные вещества из основных продовольственных культур». Science News . Получено 21 января 2018 г.
  21. ^ Смит М. Р., Майерс С. С. (27 августа 2018 г.). «Влияние антропогенных выбросов CO2 на глобальное питание человека». Nature Climate Change . 8 (9): 834–839. Bibcode : 2018NatCC...8..834S. doi : 10.1038/s41558-018-0253-3. ISSN  1758-678X. S2CID  91727337.
  22. ^ Кэлвин М., Бенсон А.А. (март 1948 г.). Путь углерода в фотосинтезе (отчет). Национальная лаборатория Лоуренса в Беркли. С. 884–922.
  23. ^ abcd Walker AP, De Kauwe MG, Bastos A, Belmecheri S, Georgiou K, Keeling RF и др. (март 2021 г.). «Интеграция доказательств наземного стока углерода, вызванного увеличением содержания CO2 в атмосфере». The New Phytologist . 229 (5): 2413–2445. doi : 10.1111/nph.16866 . PMID  32789857.
  24. ^ "Леса и изменение климата". www.fao.org . Получено 2021-03-24 .
  25. ^ Sivamani E, Bahieldin A, Wraith JM, Al-Niemi T, Dyer WE, Ho TD, Qu R (июнь 2000 г.). «Улучшенная продуктивность биомассы и эффективность использования воды в условиях дефицита воды в трансгенной пшенице, конститутивно экспрессирующей ген ячменя HVA1». Plant Science . 155 (1): 1–9. doi :10.1016/S0168-9452(99)00247-2. PMID  10773334.
  26. ^ Сингх СП, Адхикари Б.С., Зобель Д.Б. (1994). «Биомасса, продуктивность, долговечность листьев и структура леса в Центральных Гималаях». Экологические монографии . 64 (4): 401–421. Bibcode :1994EcoM...64..401S. doi :10.2307/2937143. ISSN  1557-7015. JSTOR  2937143.
  27. ^ ab De Kauwe MG, Medlyn BE, Zaehle S, Walker AP, Dietze MC, Wang YP и др. (август 2014 г.). «Куда уходит углерод? Сравнение данных модели распределения и оборота углерода в растительности на двух участках обогащения CO2 в условиях свободного воздуха в лесах умеренного климата». The New Phytologist . 203 (3): 883–99. doi :10.1111/nph.12847. PMC 4260117 . PMID  24844873. 
  28. ^ Walker AP, De Kauwe MG, Medlyn BE, Zaehle S, Iversen CM, Asao S и др. (февраль 2019 г.). «Десятилетний прирост биомассы в древесных экосистемах с ранней вторичной сукцессией увеличивается за счет обогащения CO2». Nature Communications . 10 (1): 454. Bibcode :2019NatCo..10..454W. doi :10.1038/s41467-019-08348-1. PMC 6376023 . PMID  30765702. 
  29. ^ Ллойд Дж., Фаркуар Г.Д. (май 2008 г.). «Влияние повышения температуры и [CO2] на физиологию деревьев тропических лесов». Философские труды Лондонского королевского общества. Серия B, Биологические науки . 363 (1498): 1811–7. doi :10.1098/rstb.2007.0032. PMC 2374913. PMID  18267901 . 
  30. ^ Medlyn BE, Duursma RA, Eamus D, Ellsworth DS, Prentice IC, Barton CV и др. (2011). «Согласование оптимального и эмпирического подходов к моделированию устьичной проводимости». Global Change Biology . 17 (6): 2134–2144. Bibcode :2011GCBio..17.2134M. doi :10.1111/j.1365-2486.2010.02375.x. hdl : 10453/18084 . ISSN  1365-2486. S2CID  51814113.
  31. ^ Fleischer K, Rammig A, De Kauwe MG, Walker AP, Domingues TF, Fuchslueger L, et al. (сентябрь 2019 г.). «Реакция лесов Амазонки на удобрения CO2 в зависимости от приобретения фосфора растениями» (PDF) . Nature Geoscience . 12 (9): 736–741. Bibcode :2019NatGe..12..736F. doi :10.1038/s41561-019-0404-9. ISSN  1752-0908. S2CID  199448766.
  32. ^ Orwin KH, Kirschbaum MU, St John MG, Dickie IA (май 2011 г.). «Поглощение органических питательных веществ микоризными грибами усиливает хранение углерода в экосистеме: модельная оценка». Ecology Letters . 14 (5): 493–502. Bibcode :2011EcolL..14..493O. doi :10.1111/j.1461-0248.2011.01611.x. PMID  21395963.
  33. ^ ab Krotz D (2016-11-08). "Исследование: растения, потребляющие много углерода, замедляют рост концентрации CO2 в атмосфере | Berkeley Lab". Центр новостей . Получено 2016-11-11 .
  34. ^ Poorter H. «Межвидовые различия в реакции роста растений на повышенную концентрацию CO2 в окружающей среде» (PDF) .
  35. ^ Wong SC (декабрь 1979 г.). «Повышенное парциальное давление CO 2 и рост растений». Oecologia . 44 (1): 68–74. Bibcode : 1979Oecol..44...68W. doi : 10.1007/BF00346400. PMID  28310466. S2CID  24541633.
  36. ^ Ainsworth L (февраль 2005 г.). «Чему мы научились за 15 лет обогащения CO2 в свободном воздухе (FACE)? Мета-аналитический обзор реакций фотосинтеза, свойств полога и продуктивности растений на повышение уровня CO2». New Phytol . 165 (2): 351–71. doi : 10.1111/j.1469-8137.2004.01224.x . PMID  15720649.
  37. ^ Zhu Z, Piao S, Myneni RB, Huang M, Zeng Z, Canadell JG и др. (август 2016 г.). «Озеленение Земли и его движущие силы». Nature Climate Change . 6 (8): 791–95. Bibcode :2016NatCC...6..791Z. doi :10.1038/nclimate3004. ISSN  1758-6798. S2CID  7980894. Мы показываем устойчивое и широко распространенное увеличение интегрированного вегетационного периода LAI (позеленение) на 25–50% от глобальной площади растительности, тогда как менее 4% земного шара показывают снижение LAI (побурение). Факторное моделирование с несколькими глобальными моделями экосистем предполагает, что эффекты удобрения CO 2 объясняют 70% наблюдаемой тенденции позеленения
  38. ^ Хилле К (25.04.2016). «Удобрение углекислым газом озеленяет Землю, исследование находит». NASA . Получено 04.02.2018 .
  39. ^ Giam, Xingli; Bradshaw, Corey JA; Tan, Hugh TW; Sodhi, Navjot S. (июль 2010 г.). «Будущая потеря среды обитания и сохранение биоразнообразия растений». Biological Conservation . 143 (7): 1594–1602. Bibcode : 2010BCons.143.1594G. doi : 10.1016/j.biocon.2010.04.019. ISSN  0006-3207.
  40. ^ Джеффри С. Дьюкс; Гарольд А. Муни (апрель 1999 г.). «Увеличивает ли глобальные изменения успех биологических захватчиков?». Trends Ecol. Evol . 14 (4): 135–9. doi :10.1016/S0169-5347(98)01554-7. PMID  10322518.
  41. ^ Gleadow RM; et al. (1998). «Повышенное содержание CO2 изменяет связь между фотосинтезом и защитой у цианогенного Eucalyptus cladocalyx F. Muell.». Plant Cell Environ . 21 : 12–22. doi : 10.1046/j.1365-3040.1998.00258.x .
  42. ^ HAMIM (декабрь 2005 г.). «Фотосинтез видов C3 и C4 в ответ на повышенную концентрацию CO 2 и стресс от засухи». HAYATI Journal of Biosciences . 12 (4): 131–138. doi : 10.1016/s1978-3019(16)30340-0 . ISSN  1978-3019.
  43. ^ Стернберг, Марсело; Браун, Валери К.; Мастерс, Грегори Дж.; Кларк, Ян П. (1999-07-01). «Динамика растительного сообщества на известняковых лугах в условиях изменения климата». Plant Ecology . 143 (1): 29–37. doi :10.1023/A:1009812024996. ISSN  1573-5052. S2CID  24847776.
  44. ^ Лоладзе И (май 2014). «Скрытый сдвиг ионома растений, подверженных воздействию повышенного содержания CO₂, истощает минералы, составляющие основу питания человека». eLife . 3 : e02245. doi : 10.7554/elife.02245 . PMC 4034684 . PMID  24867639. 
  45. ^ ab "Amazon FACE Experiment". 28 марта 2015 г. ORNL . Архивировано из оригинала 9 августа 2017 г. Получено 23 ноября 2019 г.
  46. ^ "Oak Ridge Experiment on CO2 Enrichment of Sweetgum: Experimental design". ORNL . 29 июня 2009 г. Архивировано из оригинала 9 января 2018 г. Получено 23 ноября 2019 г.
  47. ^ Норби Р. "Обогащение CO2 в свободном воздухе (FACE)". ORNL . Получено 23 ноября 2019 г.
  48. ^ ab Norby RJ, Zak DR (2011). «Экологические уроки экспериментов по обогащению CO 2 в свободном воздухе (FACE)». Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics . 42 (1): 181–203. doi :10.1146/annurev-ecolsys-102209-144647. ISSN  1543-592X. S2CID  85977324.
  49. ^ «Исследование Дьюка показывает, что углекислый газ стимулирует воспроизводство сосен». Sciencedaily.com. 16 августа 2000 г. Получено 9 марта 2013 г.
  50. ^ abcde Лоладзе И (май 2014). «Скрытый сдвиг ионома растений, подвергающихся воздействию повышенного содержания CO2, истощает минералы, составляющие основу питания человека». eLife . 3 (9): e02245. doi : 10.7554/eLife.02245 . PMC 4034684 . PMID  24867639. 
  51. ^ Риахи, Кейван; ван Вуурен, Детлеф П.; Криглер, Эльмар; Эдмондс, Джей; О'Нил, Брайан С.; Фухимори, Шиничиро; Бауэр, Нико; Кальвин, Кэтрин; Деллинк, Роб; Фрико, Оливер; Лутц, Вольфганг; Попп, Александр; Куаресма, Хесус Креспо; КС, Самир; Леймбах, Мариан; Цзян, Лейвэнь; Крам, Том; Рао, Шилпа; Эммерлинг, Йоханнес; Эби, Кристи; Хасэгава, Томоко; Гавлик, Петр; Хумпенодер, Флориан; Да Силва, Лара Алелуйя; Смит, Стив; Штефест, Эльке; Бозетти, Валентина; Эом, Джиён; Гернаат, Дэвид; Масуи, Тошихико; Рогель, Джоэри; Стрефлер, Джессика; Друэ, Лоран; Крей, Фолькер; Людерер, Гуннар; Хармсен, Матейс; Такахаши, Киёси; Баумстарк, Лавиния; Доэльман, Джонатан К.; Кайнума, Микико; Климонт, Збигнев; Марангони, Джакомо; Лотце-Кемпен, Герман; Оберштайнер, Майкл; Табо, Анджей; Тавони, Массимо (1 февраля 2017 г.). «Общие социально-экономические пути и их влияние на энергетику, землепользование и выбросы парниковых газов: обзор». Глобальные экологические изменения . 42 (9): 153–168. Библиографический код : 2017GEC....42..153R. doi : 10.1016/j.gloenvcha.2016.05.009 . hdl : 10044/1/78069 .
  52. ^ Mbow C, Rosenzweig C, Barioni LG, Benton TG, Herrero M, Krishnapillai M и др. (2019). "Глава 5: Продовольственная безопасность" (PDF) . В Shukla PR, Skea J, Calvo Buendia E, Masson-Delmotte V, Pörtner HO, Roberts DC и др. (ред.). Изменение климата и земля: специальный доклад МГЭИК об изменении климата, опустынивании, деградации земель, устойчивом управлении земельными ресурсами, продовольственной безопасности и потоках парниковых газов в наземных экосистемах.
  53. ^ Milius S (13 декабря 2017 г.). «Растут опасения, что изменение климата тихо украдет питательные вещества из основных продовольственных культур». Science News . Получено 21 января 2018 г.
  54. ^ Bezner Kerr, R., T. Hasegawa, R. Lasco, I. Bhatt, D. Deryng, A. Farrell, H. Gurney-Smith, H. Ju, S. Lluch-Cota, F. Meza, G. Nelson, H. Neufeldt и P. Thornton, 2022: Глава 5: Продовольствие, волокна и другие продукты экосистем. В: Изменение климата 2022: воздействия, адаптация и уязвимость. Вклад Рабочей группы II в Шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [H.-O. Pörtner, DC Roberts, M. Tignor, ES Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Craig, S. Langsdorf, S. Löschke, V. Möller, A. Okem, B. Rama (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, doi:10.1017/9781009325844.007.
  55. ^ Смит М. Р., Майерс С. С. (27 августа 2018 г.). «Влияние антропогенных выбросов CO2 на глобальное питание человека». Nature Climate Change . 8 (9): 834–839. Bibcode : 2018NatCC...8..834S. doi : 10.1038/s41558-018-0253-3. ISSN  1758-678X. S2CID  91727337.
  56. ^ Дэвис Н (27 августа 2018 г.). «Изменение климата приведет к дефициту питательных веществ у сотен миллионов людей». The Guardian . Получено 29 августа 2018 г.
  57. ^ Лоладзе И (2002). «Рост атмосферного CO2 и питание человека: к глобально несбалансированной стехиометрии растений?». Тенденции в экологии и эволюции . 17 (10): 457–461. doi :10.1016/S0169-5347(02)02587-9. S2CID  16074723.
  58. ^ Zhu C, Kobayashi K, Loladze I, Zhu J, Jiang Q, Xu X и ​​др. (май 2018 г.). «Уровни углекислого газа (CO2) в этом столетии изменят содержание белка, микроэлементов и витаминов в зернах риса с потенциальными последствиями для здоровья беднейших стран, зависящих от риса». Science Advances . 4 (5): eaaq1012. Bibcode :2018SciA....4.1012Z. doi :10.1126/sciadv.aaq1012. PMC 5966189 . PMID  29806023. 
  59. ^ Milius S (23 мая 2018 г.). «По мере увеличения уровня CO2 рис теряет витамины группы B и другие питательные вещества». Sciencenews.org . Получено 2 июля 2018 г. .
  60. ^ Coviella CE, Trumble JT (1999). «Влияние повышенного содержания углекислого газа в атмосфере на взаимодействие насекомых и растений». Conservation Biology . 13 (4): 700–712. Bibcode : 1999ConBi..13..700C. doi : 10.1046/j.1523-1739.1999.98267.x. JSTOR  2641685. S2CID  52262618.
  61. ^ Тауб DR, Миллер B, Аллен H (2008). «Влияние повышенного CO2 на концентрацию белка в продовольственных культурах: метаанализ». Global Change Biology . 14 (3): 565–575. Bibcode :2008GCBio..14..565T. doi : 10.1111/j.1365-2486.2007.01511.x .
  62. ^ Myers SS, Zanobetti A, Kloog I, Huybers P, Leakey AD, Bloom AJ и др. (июнь 2014 г.). «Увеличение CO2 угрожает питанию человека». Nature . 510 (7503): 139–42. Bibcode :2014Natur.510..139M. doi :10.1038/nature13179. PMC 4810679 . PMID  24805231. 

Внешние ссылки