其他面部实验

在FACE实验中,当阿拉斯加北部的苔原生态系统暴露在接近600 ppm的二氧化碳中时,生长最初有所增加,但在两三年后消失了。这种特别短暂的反应被认为是因为苔原生态系统是高度营养有限的:它们不能通过增加植物组织来很好地响应额外的碳供应,因为它们也需要建立组织的营养物质是如此短缺。

其他FACE研究包括美国中西部的盐沼和高草草原。它们也往往表现出最初的爆炸式增长,然后是下降。

8.9.1农业系统FACE研究

与自然系统的结果相反,在美国中西部和瑞士施肥良好的农业草地上进行的二氧化碳施肥FACE实验表明,随着时间的推移,生长速度持续增加,比毗邻试验区的“正常二氧化碳”地块的生长速度至少快25%。

FACE和密闭室内实验都表明,当作物富含矿物质时,CO:施肥的最大效益才会出现化肥这使得它们能够利用它们固定的额外碳来构建更多的组织。这一反应可能会增加全球粮食产量,但将集中在世界的某些地区。因此,增加的产量很可能有利于那些已经负担得起大量肥料的富裕农民,而不是第三世界最贫穷的农民。

8.10关于人脸实验的一些结论

co2富集实验的结果是多种多样的,令人困惑,有时甚至相互矛盾。植物生长速度的增加通常是在实验的早期报告,所以在实验期结束时,它们会比正常情况下更大(尽管这种相对增益在实验期间趋于减少)。然而,重要的是要认识到,这并不一定会转化为生物量的长期平衡变化。据我们所知,这些植物可能只是更快地生长成熟,然后倒下腐烂,而它们的长期生物量没有变化。关于这一点,人们所知的就更少了世界植被将显著加快。

在如此短的时间内,试图从这样孤立的实验中做出预测,以预测全球植被的反应,这在科学上是有风险的。但是,这些实验给我们的一个普遍教训是,二氧化碳的反应非常复杂,并不总是我们从生理模型中所期望的那样。从细胞和叶片水平的过程中推断出的模型,用来预测植被对二氧化碳增加的全球范围的反应,似乎取得了一些成功,但也有许多重大失败。如果仔细观察回应的细节,就连这些成功也相当矛盾。例如,田纳西州c02施肥的甜胶林显示了模型预测的NPP“正确”增加量,但NPP显示的方式(细根周转)相当奇怪。大多数建模者的期望是,即使没有明确表示,在二氧化碳增加的情况下,植物的额外生长将以木材的形式表现出来。这就会形成一个负反馈来吸收二氧化碳。相比之下,目前还不清楚细根翻转的增加会对整体碳储量产生什么影响。

8.10.1高CO>世界是否有利于C3物种而不是C4物种?

在预测二氧化碳效应升高时,最普遍的原则可能是,使用更节水和更高效C02的C4光合系统的植物将在竞争中输给“正常的”光合系统。C3植物它们从升高的二氧化碳中获益更多。当单独生长的C4植物被额外的二氧化碳施肥时,它们往往没有从中获得什么好处。光合作用几乎没有增强,尽管它们确实损失了一些水,因为它们可以更快地获得所需的二氧化碳,然后关闭气孔。在美国的一块玉米地里进行的face型实验表明,与预期的一样,在C’02浓度翻倍时,它并没有长得更大或更快。在C’02浓度下的竞争室内种植野生C3和C4植物的各种实验表明,这和预期的一样。C4植物往往会输给C3物种,后者从额外的二氧化碳中获益更大。然而,令人费解的是,在升高的CO条件下,密闭室实验生长的草原植物的组合显然是真实的,这并不支持这一点(上节)。在一种情况下,C3和C4物种的反应大致相同,而在另一种实验中,C4物种在提高二氧化碳浓度下实际上比C3物种表现得更好!

继续阅读:二氧化碳的直接影响和过去的生态

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