植物吸收二氧化碳的能力遠低于氣候模型預測

大氣中二氧化碳含量過高是導致氣候變化的主要因素。同時，二氧化碳濃度上升能夠促進植物加速生長，從而吸收更多的碳，并有可能減緩全球變暖進程。然而，這種益處的實現取決于植物能否獲得足夠的氮元素，后者是植物生長所必需的營養物質。科學家直到最近才開始深入研究自然界中實際可用的氮含量。一項新研究顯示，所謂的“二氧化碳施肥效應”被大大高估了。

植物無法直接利用氮元素，必須通過固氮作用將其轉化為可利用的形態，而這一過程依賴土壤中的微生物，這一過程既存在于自然生態系統，也發生在農田中。奧地利格拉茨大學生物學家Bettina Weber總結今年早些時候發表的研究成果時稱：“雖然自然界中的固氮規模被大大高估，但過去20年間農業活動已使氮增幅達75%。”

基于上述成果，最新分析表明，一些地球系統模型中固氮作用的計算方式已重新評估。這些模型被廣泛用于預測氣候趨勢并為包括《世界氣候報告》在內的重大評估提供依據。更新后的研究成果近日發表于美國《國家科學院院刊》。

該研究由加拿大西蒙弗雷澤大學的Sian Kou-Giesbrecht領導，由專注于生物固氮的國際研究團隊完成，Weber是研究參與者之一。該團隊獲得美國地質調查局（USGS）約翰·韋斯利·鮑威爾分析與綜合中心的支持。

Weber解釋道：“我們對比了不同地球系統模型與當前的固氮值，發現模型對自然地表固氮速率的估算高出約50%。”由于植物依賴該過程獲取氮元素，這種高估將產生重大影響。研究表明，這導致預測的二氧化碳肥效效應整體減少約11%。

Weber強調必須調整氣候模型以反映最新測量數據：“這是因為氮氧化物和一氧化二氮等氣體作為氮循環的產物，會通過轉化過程釋放至大氣層，進而改變或擾亂氣候進程。”她指出，準確計算氮動態對預測未來生態系統與氣候響應至關重要。

相關論文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2514628122