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Os efeitos diretos e indiretos do aumentado
Dióxido de carbono no crescimento de planta

Os efeitos diretos do dióxido de carbono aumentado (CO2) no crescimento de planta referem a mudança na planta crescem com os níveis de estação da temperatura, da precipitação, da evaporação e de crescimento em seus valores atuais. Os efeitos indiretos incluem os resultados de todas as mudanças nas outras variáveis que afetam o crescimento de planta que vem em conseqüência do efeito do CO2 aumentado no clima global.

Fotossíntese e a classificação de planta C3/C4

A vida é baseada em reações químicas; muitos, muitas reações químicas; mas as correntes das reações químicas conhecidas como a fotossíntese são a base de um modo ou de outro de toda a vida. A fotossíntese envolve a entrada do dióxido e da água de carbono com a energia radiante e a presença de um catalizador chamado clorofila. As saídas são hidratos de carbono e oxigênio. A indicação formal do processo é:

6CO2 + 6H2O + → do ν C6H12O6 + 6O2

onde o ν representa fotão da radiação.

O catalizador para a reação, clorofila, é um composto organo-metallic que contem o magnésio. É um dos três compostos organo-metallic que são a base para a vida. Os outros dois são os elementos vitais do sangue dos mamíferos, hemoglobina, e dos crustáceos, hemocyanin. Apenas enquanto a clorofila contem o magnésio, a hemoglobina contem o ferro e o hemocyanin contem o cobre.

O processo de fotossíntese é muito complexo e os químicos poderiam encontrar pouco sobre os processos até que os isótopos radioativos se tornaram disponíveis. Primeiramente, o isótopo radioativo do oxigênio, 18O, foi usado para criar a água, H2O. Quando as plantas foram expor a esta água radioativa a radioatividade apareceu no oxigênio expirou das plantas. Isto mostrou que o oxigênio criado por plantas vem da água que se usa um pouco do que do CO2. O oxigênio no CO2 começ incorporado nos hidratos de carbono criados pelas plantas.

Em segundo, um isótopo radioativo do carbono, 14C, foi usado para criar o dióxido de carbono. As plantas foram expor a este CO2 radioativo por alguns segundos e o material da folha foi então quimicamente. Em a maioria de plantas o carbono radioativo mostrado em um ácido phosphoglyceric chamado composto (PGA). A molécula deste composto contem três átomos de carbono e um átomo do fósforo:

  
                           H   H   H
                           |   |   |
                        O- C - C - C - H
                        ||  |   |
                         O  O O-P-O
                            |   |                         
                            H   O-H

A maioria de plantas, incluindo árvores e florescendo plantas, produto PGA como a primeira etapa na fotossíntese. Alguns plantam as espécies, incluindo gramas tropicais tais como o bastão de açúcar e o milho (milho), o ácido malic do produto ou o ácido aspartic como a primeira etapa. As moléculas destes compostos contêm quatro átomos de carbono e um átomo do nitrogênio. A molécula do ácido aspartic é:


                              H H
                              | |
                        H-O-O-C-C-O-O-H
                              | |
                              H N-H
                                |
                                H

Porque os produtos iniciais da fotossíntese para plantas nesta categoria envolvem os compostos que contêm quatro átomos de carbono esta classe é chamada C4. A outra categoria de plantas produz PGA que contem três átomos de carbono assim que é chamado C3. Esta classificação é importante porque as respostas das duas categorias de plantas ao CO2 aumentado são diferentes.

A vegetação C3 tornou-se aproximadamente 3.5 bilhão anos há visto que a vegetação C4 se tornou somente aproximadamente 12 milhão anos há. A vegetação C4 pode melhor sobreviver em climas quentes do que é a vegetação C4 da vegetação C3 tão agora domina os tropics e o C3 a zona temperada.

O efeito direto de um aumento no CO2

Sobre os anos houve as experiências numerosas do laboratório que concluem que os níveis dos aumentos de CO2 conduzem ao crescimento de planta aumentado não importa como esse crescimento de planta é determinado. Sylvan Wittwer no alimento, no clima e no dióxido de carbono tabulates os resultados. Observa

Os efeitos de uma atmosfera enriquecida do CO2 na produtividade da colheita, na grande medida, são positivo, deixando pouco a dúvida como os benefícios para a segurança global do alimento…. Agora, após mais do que um século, e com a confirmação dos milhares de relatórios científicos, o CO2 dá a resposta a mais notável de todos os nutrientes no volume da planta, está geralmente na fonte curta, e está limitando-a quase sempre para a fotossíntese… que o nível de aumentação de CO2 atmosférico é um prêmio universal livre, ganhando no valor com tempo, em que nós podemos todos contar para o futuro próximo.

A quantificação do crescimento realçado devido a uns níveis mais elevados de CO2 foi dada por H. Poorter em um artigo na vegetação do jornal:

Crescimento aumentado
Resultar da
100 por cento de aumento
no nível de CO2
Planta
Tipo
Proporcional
Aumento
C341%
C422%

Aproximadamente 95 por cento de todas as plantas na terra são do tipo C3. As plantas C4 constituem somente 1 por cento mas as colheitas C4 do bastão de açúcar, do milho, do sorghum e do painço são economicamente significativas. Outros 4 por cento das plantas não são economicamente significativos. Incluem plantas de deserto tais como o cacto. Estas plantas são etiquetadas CAM para o metabolismo do ácido de Crassulacean. Mantêm seus estomas fechados durante o dia para impedir a perda excessiva de água e para abri-la durante a noite para absorver o CO2.

O efeito da temperatura na planta
Resposta aos níveis mais elevados de CO2

A fotossíntese consiste em reações químicas. As reações químicas prosiguem em uma taxa mais elevada em umas mais altas temperaturas. A regra empírica é que há uma duplicação da taxa da reação para cada ascensão 10°F na temperatura. As plantas crescem mais rapidamente em uma temperatura mais alta desde que têm níveis adequados de CO2, de água, de luz solar e de nutrientes de planta. As plantas C4 têm uma grande taxa de resposta para uma temperatura mais alta do que fazem as plantas C3.

Uma temperatura mais alta sem nível adequado dos ingredientes necessários para o crescimento pôde não produzir nenhum resposta ou mesmo dano. Sylvan Wittwer, citado acima, indic que sob a maioria de circunstâncias a disponibilidade do CO2 é o fator que limita o crescimento. Assim com um de mais alto nível do CO2 nas plantas de ar pode crescer mais rapidamente com uma temperatura mais alta.

As plantas transpire o vapor de água para manter mesmo uma temperatura. Há uns furos minúsculos no lado de baixo das folhas da planta, chamado os somata, que são as aberturas com que a planta absorve o CO2. Com o de mais alto nível da concentração do CO2 no ar os somata não têm que estar abertos como largamente. A abertura mais estreita significa que menos água transpired e menos água está exigida assim pelas plantas. Ou seja uns níveis mais elevados de CO2 aumentam a eficiência do uso da água por plantas. Isto foi confirmado nas experiências relatadas por K.E. Idso e por S.B. Idso. Encontraram que o CO2 realçado aumentou o crescimento por 31 por cento nas plantas com umidade adequada mas ele crescimento do aumento por 62 por cento para plantas em condições umidade-forçadas. De fato, o CO2 realçado reduzindo a perda de água criou o mesmo efeito que fornecendo mais água. Assim o efeito em plantas umidade-forçadas era os efeitos do CO2 realçado mais o efeito da água aumentada.

O efeito do CO2 aumentado em estreitar os estomas das plantas tem o benefício adicional que pouca quantidade de poluentes no ar lhe fará com as aberturas mais estreitas. O CO2 assim realçado tem o efeito de proteger plantas de encontro a dano dos poluentes de ar tais como o dióxido do ozônio ou de enxôfre.

O efeito do CO2 realçado é mesmo maior para as plantas crescidas sob baixas circunstâncias claras. O crescimento da aumentação é maior de 100 por cento para um aumento de 100 por cento no CO2. Isto compara a menos de 50 por cento para as plantas crescidas em circunstâncias claras normais.

A evidência que rebita o argumento é que alguns proprietários da estufa elevam artificial o nível do CO2 para triplicar o que o nível na atmosfera é.

(Para ser continuado.)


Fontes:
 
Sylvan H. Wittwer, de “poder flor: o dióxido de carbono de aumentação é grande para plantas”, revisão da política (queda 1992), pp. 4-10.
 
H. Poorter, “variação Interspecific na resposta do crescimento a uma concentração elevado e ambiental do CO2,” Vegetação (1993), pp. 77-97.
 
Sylvan H. Wittwer, alimento, clima e dióxido de carbono, imprensa do centro de deteção e de controlo, Boca Raton, Fla., 1995.
 
Patrick J. Michaels e Robert C. Balling, Jr., os gáss satânicos: Cancelando o ar sobre o aquecimento global, instituto de Cato, Washington, C.C., 2000.
 
Fred Pearce, “cinto verde global,” cientista novo, (15 de setembro de 2001), p.15.


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