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LOS E.E.U.U.

Los efectos directos e indirectos de aumentado
Dióxido de carbono en crecimiento vegetal

Los efectos directos del dióxido de carbono creciente (CO2) en crecimiento vegetal refieren al cambio en planta crecen con los niveles de temperatura, de precipitación, de evaporación y de estación de crecimiento en sus valores actuales. Los efectos indirectos incluyen los resultados de cualquier cambio en las otras variables que afectan a crecimiento vegetal que viene como resultado del efecto del CO2 creciente en clima global.

Fotosíntesis y la clasificación de planta C3/C4

La vida es baja sobre reacciones químicas; muchos, muchas reacciones químicas; pero las cadenas de las reacciones químicas conocidas como fotosíntesis son la base de un modo u otro de toda la vida. La fotosíntesis implica la entrada del dióxido y del agua de carbono con energía radiante y la presencia de un catalizador llamado clorofila. Las salidas son carbohidratos y oxígeno. La declaración formal del proceso es:

6CO2 + 6H2O + → del ν C6H12O6 + 6O2

donde el ν representa los fotones de la radiación.

El catalizador para la reacción, clorofila, es un compuesto organometálico que contiene el magnesio. Es uno de los tres compuestos organometálicos que son la base para la vida. Los otros dos son los elementos vitales de la sangre de mamíferos, hemoglobina, y de crustáceos, hemocyanin. Apenas mientras que la clorofila contiene el magnesio, la hemoglobina contiene el hierro y el hemocyanin contiene el cobre.

El proceso de la fotosíntesis es mismo complejo y los químicos podrían encontrar poco sobre los procesos hasta que los isótopos radiactivos estuvieran disponibles. Primero, el isótopo radiactivo del oxígeno, 18O, fue utilizado para crear el agua, H2O. Cuando las plantas fueron expuestas a esta agua radiactiva la radiactividad apareció en el oxígeno exhaló de las plantas. Esto demostró que el oxígeno creado por las plantas viene del agua que utiliza algo que del CO2. El oxígeno en el CO2 consigue incorporado en los carbohidratos creados por las plantas.

En segundo lugar, un isótopo radiactivo del carbón, 14C, fue utilizado para crear el dióxido de carbono. Las plantas fueron expuestas a este CO2 radiactivo por algunos segundos y entonces el material de la hoja químicamente era analizado. En la mayoría de las plantas el carbón radiactivo demostró en un ácido fosfoglicérico llamado compuesto (PGA). La molécula de este compuesto contiene tres átomos de carbón y un átomo de fósforo:

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

La mayoría de las plantas, incluyendo árboles y plantas florecientes, producto PGA como el primer paso en fotosíntesis. Algunos plantan especies, incluyendo hierbas tropicales tales como caña de azúcar y maíz (maíz), ácido málico del producto o ácido aspártico como el primer paso. Las moléculas de estos compuestos contienen cuatro átomos de carbón y un átomo del nitrógeno. La molécula del ácido aspártico es:


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

Porque los productos iniciales de la fotosíntesis para las plantas en esta categoría implican los compuestos que contienen cuatro átomos de carbón esta clase se llama C4. La otra categoría de plantas produce PGA que contenga tres átomos de carbón así que se llama C3. Esta clasificación es importante porque las respuestas de las dos categorías de plantas al CO2 creciente son diferentes.

La vegetación C3 se convirtió hace cerca de 3.5 mil millones años mientras que la vegetación C4 se convirtió hace solamente cerca de 12 millones de años. La vegetación C4 puede mejor sobrevivir en climas calientes que la vegetación C4 de la vegetación C3 tan ahora domina las zonas tropicales y el C3 la zona templada.

El efecto directo de un aumento en CO2

Durante los años ha habido los experimentos numerosos del laboratorio que concluyen que los niveles de los aumentos de CO2 dan lugar a crecimiento vegetal creciente no importa cómo se cuantifica ese crecimiento vegetal. Sylvan Wittwer en alimento, clima y dióxido de carbono tabula los resultados. Él observa

Los efectos de una atmósfera enriquecida del CO2 en productividad de la cosecha, en gran medida, tan positivo, dejando poco duda como las ventajas para la seguridad alimentario global…. Ahora, después más que un siglo, y con la confirmación de millares de informes científicos, el CO2 da la respuesta más notable de todos los alimentos en bulto de la planta, está generalmente en fuente corta, y la está limitando casi siempre para la fotosíntesis… que el nivel de levantamiento de CO2 atmosférico es un premio universal libre, ganando en magnitud con el tiempo, en el cual podemos todos contar para el futuro próximo.

La cuantificación del crecimiento realzado debido a niveles más altos de CO2 ha sido dada por H. Poorter en un artículo en la vegetación del diario:

Crecimiento creciente
El resultar de a
El 100 por ciento de aumento
en el nivel de CO2
Planta
Tipo
Proporcional
Aumento
C3el 41%
C4el 22%

El cerca de 95 por ciento de todas las plantas en la tierra es del tipo C3. Las plantas C4 constituyen el solamente 1 por ciento pero las cosechas C4 de la caña de azúcar, del maíz, de la zahína y del mijo son económicamente significativas. El otro 4 por ciento de plantas no es económicamente significativo. Él incluye plantas de desierto tales como cacto. Estas plantas se etiquetan leva para el metabolismo del ácido de Crassulacean. Mantienen sus estomas cerrados durante el día para prevenir la pérdida excesiva de agua y para abrirse durante la noche para absorber el CO2.

El efecto de la temperatura en la planta
Respuesta a niveles más altos de CO2

La fotosíntesis consiste en reacciones químicas. Las reacciones químicas proceden a una tarifa más alta en temperaturas más altas. La regla empírica es que hay una duplicación de la tarifa de la reacción para cada subida 10°F de la temperatura. Las plantas crecen más rápidamente en una temperatura más alta con tal de que tengan niveles adecuados de fertilizantes del CO2, del agua, del luz del sol y. Las plantas C4 tienen una gran tasa de respuesta para una temperatura más alta que las plantas C3.

Una temperatura más alta sin el nivel adecuado de los ingredientes necesarios para el crecimiento no pudo producir ninguna respuesta o aún daño. Sylvan Wittwer, cotizado arriba, indica que bajo la mayoría de circunstancias la disponibilidad del CO2 es el factor que limita crecimiento. Así con un de alto nivel del CO2 en las plantas de aire puede crecer más rápidamente con una temperatura más alta.

Las plantas transpiran el vapor de agua para guardar incluso una temperatura. Hay agujeros minúsculos en el superficie inferior de las hojas de la planta, llamado los somata, que son las aberturas con las cuales la planta absorbe el CO2. Con de alto nivel de la concentración del CO2 en el aire los somata no tienen que estar abiertos como de par en par. La abertura más estrecha significa que menos agua está transpirada y menos agua es requerida así por las plantas. Es decir niveles más altos de CO2 aumentan la eficacia del uso del agua en las plantas. Esto fue confirmada en los experimentos divulgados por K.E. Idso y S.B. Idso. Encontraron que el CO2 realzado aumentó crecimiento en el 31 por ciento en plantas con humedad adecuada pero él crecimiento del aumento en el 62 por ciento para las plantas en la condición humedad-tensionada. En efecto, el CO2 realzado reduciendo pérdida de agua creó el mismo efecto que proporcionando más agua. Así el efecto en plantas humedad-tensionadas era los efectos del CO2 realzado más el efecto del agua creciente.

El efecto del CO2 creciente en enangostar los estomas de plantas tiene la ventaja adicional que una poca cantidad de agentes contaminadores en el aire le hará con las aberturas más estrechas. El CO2 así realzado tiene el efecto de proteger las plantas contra daño contra los agentes contaminadores de aire tales como dióxido del ozono o de sulfuro.

El efecto del CO2 realzado es incluso mayor para las plantas crecidas bajo condiciones de la luz corta. El crecimiento del aumento es mayor de el 100 por ciento para un aumento del 100 por ciento en CO2. Esto compara al menos de 50 por ciento para las plantas crecidas en condiciones ligeras normales.

La evidencia que afianza la discusión es que algún dueño del invernadero eleva artificial el nivel del CO2 para triplicar cuáles es el nivel en la atmósfera.

(Ser continuado.)


Fuentes:
 
Sylvan H. Wittwer, “energía de flor: el dióxido de carbono de levantamiento es grande para las plantas”, revisión de la política (caída 1992), págs. 4-10.
 
H. Poorter, “variación interespecífica en la respuesta del crecimiento a una concentración elevada y ambiente del CO2,” Vegetation (1993), págs. 77-97.
 
Sylvan H. Wittwer, alimento, clima y dióxido de carbono, prensa del CRC, Boca Raton, Fla., 1995.
 
Patrick J. Michaels y Roberto C. Balling, Jr., los gases satánicos: Vaciamiento del aire sobre el calentamiento del planeta, instituto de Cato, Washington, C.C., 2000.
 
Fred Pearce, “cinturón verde global,” nuevo científico, (15 de septiembre de 2001), p.15.


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