大气中二氧化碳含量过高是导致气候变化的主要因素。同时，二氧化碳浓度上升能够促进植物加速生长，从而吸收更多的碳，并有可能减缓全球变暖进程。然而，这种益处的实现取决于植物能否获得足够的氮元素，后者是植物生长所必需的营养物质。科学家直到最近才开始深入研究自然界中实际可用的氮含量。一项新研究显示，所谓的“二氧化碳施肥效应”被大大高估了。

植物无法直接利用氮元素，必须通过固氮作用将其转化为可利用的形态，而这一过程依赖土壤中的微生物，这一过程既存在于自然生态系统，也发生在农田中。奥地利格拉茨大学生物学家Bettina Weber总结今年早些时候发表的研究成果时称：“虽然自然界中的固氮规模被大大高估，但过去20年间农业活动已使氮增幅达75%。”

最新研究表明，地球植物吸收过量二氧化碳的能力可能远低于气候模型长期以来的假设。图片来源：Shutterstock

基于上述成果，最新分析表明，一些地球系统模型中固氮作用的计算方式已重新评估。这些模型被广泛用于预测气候趋势并为包括《世界气候报告》在内的重大评估提供依据。更新后的研究成果近日发表于美国《国家科学院院刊》。

该研究由加拿大西蒙弗雷泽大学的Sian Kou-Giesbrecht领导，由专注于生物固氮的国际研究团队完成，Weber是研究参与者之一。该团队获得美国地质调查局（USGS）约翰·韦斯利·鲍威尔分析与综合中心的支持。

Weber解释道：“我们对比了不同地球系统模型与当前的固氮值，发现模型对自然地表固氮速率的估算高出约50%。”由于植物依赖该过程获取氮元素，这种高估将产生重大影响。研究表明，这导致预测的二氧化碳肥效效应整体减少约11%。

Weber强调必须调整气候模型以反映最新测量数据：“这是因为氮氧化物和一氧化二氮等气体作为氮循环的产物，会通过转化过程释放至大气层，进而改变或扰乱气候进程。”她指出，准确计算氮动态对预测未来生态系统与气候响应至关重要。

相关论文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2514628122