Sceptycy zmian klimatycznych mają cały arsenał argumentów na to, dlaczego ludzie nie muszą ograniczać emisji dwutlenku węgla. Niektórzy twierdzą, że rosnący poziom CO2 jest korzystny dla roślin, więc globalne ocieplenie nie jest tak złe, jak głoszą naukowcy. „Wyższe stężenie dwutlenku węgla w naszej atmosferze wspomogłoby fotosyntezę, co z kolei przyczynia się do zwiększonego wzrostu roślin” – napisał w zeszłym roku w jednym z op-edów Lamar Smith (R-Texas). „To koreluje z większą wielkością produkcji żywności i lepszą jakością żywności”. Naukowcy i inni wzywający do redukcji emisji są histeryczni, twierdzi.
Czy więc to prawda, że rosnące atmosferyczne CO2 pomoże roślinom, w tym uprawom żywności? Scientific American poprosił kilku ekspertów, aby porozmawiali o nauce stojącej za tym pytaniem.
Jedno z jąder prawdy jest w tym argumencie, mówią eksperci, w oparciu o to, co naukowcy nazywają efektem nawożenia CO2. „CO2 jest niezbędny do fotosyntezy”, mówi Richard Norby, pracownik naukowy w Wydziale Nauk o Środowisku i Instytucie Nauki o Zmianach Klimatu w Oak Ridge National Laboratory. „Jeśli wyizolujesz liść i zwiększysz poziom CO2, fotosynteza wzrośnie. To jest dobrze ugruntowane.” Ale Norby zauważa, że wyniki, które naukowcy produkują w laboratoriach, na ogół nie są tym, co dzieje się w ogromnie bardziej złożonym świecie na zewnątrz; wiele innych czynników jest zaangażowanych we wzrost roślin w niepielęgnowanych lasach, polach i innych ekosystemach. Na przykład, „azot jest często w wystarczająco krótkiej podaży, że jest głównym kontrolerem tego, ile biomasy jest produkowane” w ekosystemie, mówi. „Jeśli azot jest ograniczony, korzyści ze wzrostu CO2 są ograniczone…. Nie można patrzeć tylko na CO2, ponieważ ogólny kontekst naprawdę ma znaczenie.”
Naukowcy zaobserwowali efekt nawożenia CO2 w naturalnych ekosystemach, w tym w serii prób przeprowadzonych w ciągu ostatnich kilku dekad na odkrytych powierzchniach leśnych. W tych eksperymentach sztuczne podwojenie CO2 z poziomu przedprzemysłowego zwiększyło produktywność drzew o około 23 procent, według Norby’ego, który brał udział w tych próbach. W jednym z eksperymentów efekt ten jednak znacznie zmalał z czasem z powodu ograniczenia azotu. To sugeruje, że „nie możemy zakładać, że efekt nawożenia CO2 będzie utrzymywał się w nieskończoność”, mówi Norby.
Oprócz ignorowania długoterminowych perspektyw, wielu sceptyków nie wspomina również o potencjalnie najbardziej szkodliwym wpływie rosnącego CO2 atmosferycznego na roślinność: o samej zmianie klimatu. Jej negatywne konsekwencje – takie jak susza i stres cieplny – prawdopodobnie przewyższą wszelkie bezpośrednie korzyści, jakie wzrost CO2 może przynieść roślinom. „Nie należy patrzeć na efekt nawożenia CO2 w oderwaniu od reszty”, mówi. „Możesz mieć pozytywne i negatywne rzeczy działające jednocześnie, i to bilans netto ma znaczenie”. Więc chociaż istnieje podstawowa prawda do twierdzenia sceptyków, mówi, „to, czego brakuje w tym argumencie, to fakt, że nie jest to cały obraz.”
Naukowcy również spojrzeli konkretnie na skutki rosnącego CO2 na rośliny rolnicze i znaleźli efekt nawożenia. „Dla wielu upraw jest to jak posiadanie dodatkowego materiału w atmosferze, który mogą wykorzystać do wzrostu” – mówi Frances Moore, adiunkt w dziedzinie nauk środowiskowych i polityki na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis. Ona i inni eksperci zauważają, że istnieje wyjątek dla niektórych rodzajów roślin, takich jak kukurydza, które mają dostęp do CO2 dla fotosyntezy w unikalny sposób. Ale dla większości innych roślin, które ludzie jedzą – w tym pszenicy, ryżu i soi – „wyższe stężenie CO2 pomoże im bezpośrednio”, mówi Moore. Podwojenie CO2 w stosunku do poziomu sprzed epoki przemysłowej, dodaje, zwiększa wydajność upraw takich jak pszenica o około 11,5 procent, a takich jak kukurydza o około 8,4 procent.
Brak azotu lub innych składników odżywczych nie wpływa na rośliny rolnicze tak bardzo jak dzikie, dzięki nawozom. Mimo to, badania pokazują, że rośliny „otrzymują pewne korzyści na początku z wyższego CO2, ale to zaczyna się nasycać” po tym, jak gaz osiągnie pewien poziom, mówi Moore – dodając: „Im więcej masz CO2, tym mniej i mniej korzyści otrzymujesz.” I chociaż rosnący dwutlenek węgla może wydawać się dobrodziejstwem dla rolnictwa, Moore podkreśla również, że wszelkie potencjalne pozytywne skutki nie mogą być rozpatrywane w oderwaniu od innych i prawdopodobnie zostaną przeważone przez wiele wad. „Nawet przy korzyściach płynących z nawożenia CO2, kiedy zaczynamy osiągać 1-2 stopnie ocieplenia, widzimy negatywne skutki”, mówi. „Istnieje wiele różnych ścieżek, za pomocą których temperatura może negatywnie wpływać na plony: deficyt wilgoci w glebie ciepło bezpośrednio uszkadzające rośliny i zakłócające ich proces reprodukcji”. Na dodatek do tego wszystkiego, Moore wskazuje, że zwiększony CO2 przynosi również korzyści chwastom, które konkurują z roślinami uprawnymi.
Wpływ rosnącego CO2 na uprawy może również zaszkodzić zdrowiu ludzkiemu. „Wiemy jednoznacznie, że kiedy uprawia się żywność na polach przy podwyższonym poziomie CO2, staje się ona mniej odżywcza” – zauważa Samuel Myers, główny naukowiec ds. zdrowia środowiskowego na Uniwersytecie Harvarda. „tracą znaczne ilości żelaza i cynku – a ziarna tracą białko”. Myers i inni badacze stwierdzili, że atmosferyczne poziomy CO2 przewidywane na połowę wieku – około 550 części na milion – mogą sprawić, że uprawy żywności stracą wystarczająco dużo tych kluczowych składników odżywczych, aby spowodować niedobór białka u szacowanych 150 milionów ludzi i deficyt cynku u dodatkowych 150 milionów do 200 milionów. (Obie te liczby stanowią dodatek do liczby osób, które już cierpią na takie niedobory). Łącznie 1,4 miliarda kobiet w wieku rozrodczym i małych dzieci, które żyją w krajach o wysokiej częstości występowania anemii, straci ponad 3,8 procent ich diety żelaza przy takich poziomach CO2, według Meyers.
Badacze nie wiedzą jeszcze, dlaczego wyższe atmosferyczne CO2 zmienia zawartość odżywczą upraw. Ale, Myers mówi, „Najważniejsze jest to, że wiemy, że wzrost CO2 zmniejsza stężenie krytycznych składników odżywczych na całym świecie”, dodając, że tego rodzaju niedobory żywieniowe są już znaczące zagrożenia dla zdrowia publicznego, a tylko pogorszy się, jak poziom CO2 iść w górę. „Problem z argumentem jest to, że to tak, jakby można cherry-pick CO2 efekt nawożenia z ogólnego efektu dodawania dwutlenku węgla do atmosfery,” Myers mówi. Ale tak nie działa świat – ani jego klimat.