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植物成長の二酸化炭素 |
植物成長の高められた二酸化炭素(二酸化炭素)の直接的な効果は現在価値で温度、沈殿物、蒸発および生育期のレベルと植物の変更を育つ示す。 間接効果は植物成長に影響を与える他の変数のあらゆる変更の結果が含まれている全体的な気候の増加された二酸化炭素の効果の結果として来る。
生命は化学反応に基礎である; 多数の多くの化学反応; しかし光合性として知られている化学反応の鎖はすべての生命の何とかして基礎である。 光合性は放射エネルギーと二酸化炭素および水の入力およびクロロフィルと呼ばれる触媒の存在を含む。 出力は炭水化物および酸素である。 プロセスの形式的な声明は次のとおりである:
νが放射の光子を表すところ。
反作用のための触媒、クロロフィルは、マグネシウムを含んでいる有機金属混合物である。 生命の基礎の3つの有機金属混合物の1時である。 他の2つはほ乳類、ヘモグロビンの重大な要素と甲殻類の血、hemocyaninである。 クロロフィルがマグネシウムを含んでいるように、ヘモグロビンは鉄を含み、hemocyaninは銅を含んでいる。
光合性のプロセスは非常に複合体であり、放射性同位体が利用できるようになったまで化学者はプロセスについて少し見つけることができる。 最初に、酸素、18Oの放射性同位体が、水、H2Oを作成するのに使用された。 植物がこの放射性水--にさらされたときに放射能は植物から酸素で吐き出した現れた。 これは植物によって作成される酸素が二酸化炭素からよりもむしろ使用する水から来ることを示した。 二酸化炭素の酸素は植物によって作成される炭水化物で組み込まれる。
2番目に、カーボン、14Cの放射性同位体が、二酸化炭素を作成するのに使用された。 植物はこの放射性二酸化炭素--に数秒間さらされ、それから葉材料は化学的に分析された。 ほとんどの植物で放射性カーボンは混合の呼ばれたphosphoglyceric酸で示した (PGA)。 この混合物の分子はリンの3つの炭素原子そして1個の原子を含んでいる:
H H H
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O- C - C - C -H
|| | |
O O O-P-O
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H O-H
ほとんどの植物、木および顕花植物を含んで、光合性の第一歩として農産物PGA。 少数は砂糖きびのような熱帯草を含む種を、およびトウモロコシ(トウモロコシ)、農産物のリンゴ酸またはアスパラギン酸ように第一歩植える。 これらの混合物の分子は4つの炭素原子および1個の窒素原子を含んでいる。 アスパラギン酸の分子は次のとおりである:
H H
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H-O-O-C-C-O-O-H
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H N-H
|
H
この部門の植物のための光合性の最初のプロダクトが4つの炭素原子を含んでいる混合物を含むのでこのクラスはC4と呼ばれる。 植物の他の部門は3つの炭素原子を含んでいる従ってそれはC3と呼ばれるPGAを作り出す。 この分類は増加された二酸化炭素への植物の2つの部門の応答が異なっているので重要である。
長年かけてその植物成長が量を示されてもいかに二酸化炭素の増加のレベルは高められた植物成長で起因することを結論する多数の実験室の実験がずっとある。 食糧、気候および二酸化炭素のシルヴァンWittwerは結果を表にする。 彼は観察する
穀物の生産性の富ませた二酸化炭素の大気の効果、大いに、同様に全体的な食糧保証のための利点疑いを少し残す陽性…. 今度は、世紀より多くの後で、そしてたくさんの科学的なレポートの確認と、二酸化炭素は植物の大きさのすべての栄養素の驚くべき応答を常に与え、補給不足に通常あり、そして光合性のためにほぼ…大気二酸化炭素の上昇のレベルが一般に自由な報酬の得る、私達が近い未来の間すべて考慮してもいい時間の大きさで限っている。
二酸化炭素のハイレベルにジャーナル植物の記事のH. Poorterによってよる高められた成長の定量化は与えられた:
| 高められた成長 aに起因 増加100% 二酸化炭素のレベル |
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|---|---|
| 植物 タイプ | 比例した 増加 |
| C3 | 41% |
| C4 | 22% |
地球のすべての植物の約95%タイプC3である。 C4植物は1%だけ構成するが、砂糖きび、トウモロコシ、モロコシおよびキビのC4穀物は経済的に重要である。 植物の他の4%経済的に重要ではない。 それらはサボテンのような砂漠の植物を含んでいる。
光合性は化学反応から成っている。 化学反応は高温で高い比率で進む。 目分量は温度のあらゆる10°F上昇のための反作用率の倍増があることである。 植物は高温で二酸化炭素、水、日光および植物栄養素の十分なレベルを有すればならより速く育つ。 C3植物がよりC4植物により高い温度のための大きい回答比率がある。
成長のための必要な原料の十分なレベルのないより高い温度は無応答また更に損傷を作り出すかもしれない。 ほとんどの状況の下の二酸化炭素の供給が成長を限る要因であることを上で引用されるシルヴァンWittwerは示す。 従って空気植物の二酸化炭素の高レベルとより高い温度とより速く育つことができる。
植物は温度を保つために水蒸気を漏れる。 植物が二酸化炭素を吸収する開始のソーマと呼ばれる植物の葉の下側に小さい穴がある。 空気の二酸化炭素の集中の高レベルによってソーマは広くとして開く必要がない。 より狭い開始はより少ない水が漏れられ、こうしてより少ない水が植物によって要求されることを意味する。 すなわち、二酸化炭素のハイレベルは植物によって水使用の効率を高める。 これはK.E. IdsoおよびS.B. Idsoによって報告された実験で確認された。 彼らは高められた二酸化炭素が湿気重点を置かれた状態の植物のために62%十分な湿気それが付いている植物の31%成長を増加の成長高めたことが分った。 事実上、水損失の減少による高められた二酸化炭素は作成しより多くの水を提供すると同じ効果を。 従って湿気重点を置かれた植物の効果は増加された水の効果と高められた二酸化炭素の効果だった。
植物のstomataの制限の増加された二酸化炭素の効果に空気の汚染物質の少し量がより狭い開始によってそれに作る付加的な利益がある。 従って高められた二酸化炭素は損傷に対してオゾンまたは二酸化硫黄のような大気汚染物質から植物を保護する効果をもたらす。
高められた二酸化炭素の効果は微光の状態の下で育つ植物のためにより大きい。 高めの成長は二酸化炭素の100%増加のための100%より大きい。 これは正常な光条件で育つ植物のための50%以下と比較する。
議論を締めつける証拠は大気のレベルがであるもの三倍にするために温室の所有者が人工的に二酸化炭素のレベルを上げることである。
(続けられるため。)
源:
シルヴァンH. Wittwer、「フラワーパワー: 上昇の二酸化炭素は植物のために大きい」、方針の検討(落下1992年)、PP。 4-10。
H. Poorter、「高く、包囲された二酸化炭素の集中への成長の応答の異種間の変化」、Vegetation (1993年)、PP。 77-97。
シルヴァンH. Wittwer、食糧、気候および二酸化炭素、CRCの出版物、Boca Raton、Fla. 1995年。
パトリックJ. MichaelsおよびロバートC.バリング、Jr.の悪魔的なガス: 地球温暖化についての空気の、Catoの協会除去、ワシントンD.C.、2000年。
フレッドPearce、「全体的なグリーンベルト」、新しい科学者、(2001年9月15日)、p.15。
(続けられるため。)
源:
Sylvan H. Wittwer, "Flower power: rising carbon dioxide is great for plants", Policy Review
(Fall 1992), pp. 4-10.
H. Poorter, "Interspecific variation in the growth response to an elevated and ambient CO2 concentration,"
Vegetation (1993), pp. 77-97.
Sylvan H. Wittwer, Food, Climate and Carbon Dioxide, CRC Press, Boca Raton, Fla., 1995.
Patrick J. Michaels and Robert C. Balling, Jr., The Satanic Gases: Clearing the Air about Global Warming,
Cato Institute, Washington, D.C., 2000.
Fred Pearce, "Global green belt," New Scientist, (September 15, 2001), p.15.
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