全世界的植物都在吸收根據(jù)科學(xué)家的一項(xiàng)新評(píng)估，二氧化碳比之前認(rèn)為的要多31%。該研究詳細(xì)發(fā)表在雜志上自然該項(xiàng)目預(yù)計(jì)將改進(jìn)科學(xué)家用來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)氣候的地球系統(tǒng)模擬，并將重點(diǎn)放在氣候變化上自然碳固存對(duì)減少溫室氣體的重要性。

陸地植物通過(guò)光合作用從大氣中去除的二氧化碳量被稱為陸地初級(jí)生產(chǎn)總值（GPP）。它代表了地球上陸地和大氣之間最大的碳交換。GPP通常以每年的碳排放量為單位。1千兆格等于10億噸，這大約是2.38億輛汽油動(dòng)力乘用車(chē)每年排放的二氧化碳量。

康奈爾大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家在能源部橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的支持下，使用新的模型和測(cè)量方法來(lái)評(píng)估陸地上的GPP，估計(jì)每年產(chǎn)生157兆克碳，高于40年前建立的估計(jì)每年120兆克碳，目前用于地球碳循環(huán)的大多數(shù)估計(jì)。研究結(jié)果發(fā)表在論文《從植物對(duì)羰基硫的吸收推斷陸地光合作用》中。

研究人員開(kāi)發(fā)了一個(gè)綜合模型，追蹤化合物羰基硫化物（OCS）從空氣進(jìn)入葉片葉綠體（植物細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行光合作用的工廠）的運(yùn)動(dòng)。研究小組通過(guò)跟蹤OCS來(lái)量化光合活性。這種化合物與二氧化碳在葉片中的路徑基本相同，與光合作用密切相關(guān)，比二氧化碳擴(kuò)散更容易追蹤和測(cè)量。由于這些原因，OCS已被用作植物和葉片水平上的光合作用代理。這項(xiàng)研究表明，OCS非常適合估算大尺度和長(zhǎng)時(shí)間的光合作用，使其成為全球GPP的可靠指標(biāo)。

該團(tuán)隊(duì)使用來(lái)自各種來(lái)源的植物數(shù)據(jù)來(lái)為模型開(kāi)發(fā)提供信息。其中一個(gè)來(lái)源是由ORNL建立的LeafWeb數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)支持美國(guó)能源部陸地生態(tài)系統(tǒng)科學(xué)重點(diǎn)區(qū)域（es - sfa）。LeafWeb從世界各地的科學(xué)家那里收集有關(guān)光合特性的數(shù)據(jù)，以支持碳循環(huán)模型?？茖W(xué)家們通過(guò)將模型結(jié)果與來(lái)自環(huán)境監(jiān)測(cè)塔而不是衛(wèi)星觀測(cè)的高分辨率數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而驗(yàn)證了模型結(jié)果。衛(wèi)星觀測(cè)可能會(huì)受到云層的阻礙，尤其是在熱帶地區(qū)。

新估計(jì)的關(guān)鍵是更好地代表了葉肉擴(kuò)散的過(guò)程——OCS和CO2如何從葉片轉(zhuǎn)移到發(fā)生碳固定的葉綠體中。了解葉肉擴(kuò)散對(duì)于弄清楚植物進(jìn)行光合作用的效率，甚至是它們?nèi)绾芜m應(yīng)不斷變化的環(huán)境至關(guān)重要。

聯(lián)合作者、ORNL環(huán)境科學(xué)部的光合作用專家和杰出工作人員科學(xué)家顧連宏幫助開(kāi)發(fā)了該項(xiàng)目的葉葉傳導(dǎo)模型，該模型以數(shù)值形式表示OCS在葉片中的擴(kuò)散，以及OCS擴(kuò)散與光合作用之間的聯(lián)系。

“弄清楚植物每年吸收多少二氧化碳是一個(gè)難題，科學(xué)家們已經(jīng)研究了一段時(shí)間，”顧說(shuō)?！白畛醯墓烙?jì)是每年120噸，這是在20世紀(jì)80年代建立的，當(dāng)我們?cè)噲D找到一種新的方法時(shí)，它就被卡住了。重要的是，我們要掌握全球GPP，因?yàn)樽畛醯耐恋靥嘉諘?huì)影響我們對(duì)地球碳循環(huán)的其余表征?！?/p>

“我們必須確保碳循環(huán)的基本過(guò)程在我們的大規(guī)模模型中得到適當(dāng)?shù)捏w現(xiàn)，”顧補(bǔ)充說(shuō)?！盀榱耸惯@些地球尺度的模擬工作良好，它們需要代表對(duì)工作過(guò)程的最佳理解。這項(xiàng)工作在提供一個(gè)明確的數(shù)字方面向前邁出了一大步?！?/p>

古說(shuō)，在以前的估計(jì)和新的數(shù)據(jù)之間，泛熱帶雨林占了最大的差異，這一發(fā)現(xiàn)得到了地面測(cè)量的證實(shí)。這一發(fā)現(xiàn)表明，熱帶雨林是一個(gè)比以前利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)估計(jì)的更重要的天然碳匯。

了解陸地生態(tài)系統(tǒng)，特別是擁有大量木材生物量的森林中可以儲(chǔ)存多少碳，對(duì)于預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化至關(guān)重要。

ORNL地球系統(tǒng)科學(xué)部負(fù)責(zé)人、企業(yè)研究員彼得·桑頓（Peter Thornton）說(shuō)：“通過(guò)可靠的全球尺度觀測(cè)來(lái)確定我們對(duì)GPP的估計(jì)，是改善我們對(duì)未來(lái)大氣中二氧化碳及其對(duì)全球氣候影響的預(yù)測(cè)的關(guān)鍵一步。”

這項(xiàng)研究的結(jié)果指出，包括關(guān)鍵過(guò)程，如葉肉傳導(dǎo)，在光合作用的模型表示的重要性。美國(guó)能源部的下一代熱帶生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的目標(biāo)是推進(jìn)熱帶森林碳循環(huán)對(duì)氣候變化響應(yīng)的模型預(yù)測(cè)。這些結(jié)果可以為開(kāi)發(fā)新的模式提供信息，從而減少熱帶森林GPP預(yù)測(cè)中的不確定性。