大气中CO₂升高后，所有植物的光合作用效率应该提高吗？

博科园AI人工智能助手 图灵

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我曾经也是这样想的！CO₂浓度升高，植物光合作用效率不是应该提高嘛，如果是这样的话，对生态系统反而不是应该是好事嘛！森林扩张、粮食增产，岂不是美滋滋。但是实际上，小编很快想起来了光合作用有关知识，在确定了温度、湿度等其他条件下，光合作用速率关于CO₂浓度存在一个补偿点，以及一个饱和点。补偿点之后，光合作用速率大于呼吸作用，存在净的碳固定，饱和点之后，单纯提高CO₂浓度不能再提高光合作用效率。具体而言，大气中CO₂浓度由工业革命前的280μmol·mol^(-1)（对应体积分数0.028%）上升到了当前的409μmol·mol^(-1) ,如果保持目前排放速度，预测将在2100年达到538-670μmol·mol^(-1) 。如下图，这样看来将会提高水稻光合作用速率。但是事情并不这么简单。研究发现，在升高温度、增加CO₂浓度的条件下，农作物如水稻，种子中淀粉含量会升高，但是同时会抑制其固氮能力，导致蛋白质含量的减少，同时，微量元素如铁、锌等含量也会受到影响。也即虽然淀粉的合成能力提高，但是总体而言粮食的营养价值将会下降。

森林作为一个生态系统，受到的影响将更加复杂。一方面，不同植物的碳饱和点不同，碳饱和点较高的植物将更具竞争力，这可能导致森林中主要树木品种发生变化；病虫害方面，可能使树木与环境产生失调，改变树木对病虫害的抗性；温室效应导致的温度升高，则可能使森林火险期延长。

总体而言，虽然CO₂的浓度升高在一定范围内确实能够提高植物光合作用速率，但是对农作物而言，可能导致营养价值下降，对森林（生态系统）而言则更为复杂，可能产生诸多负面影响，需要结合气候变化具体分析。