Växter gör mycket arbete för oss, producerar luften vi andas, maten vi äter, och även en del av vår medicin. Men när det gäller att ta bort koldioxid i atmosfären, vi kan ha överskattat deras förmåga.

Fotosyntesen fungerar som vår planets lungor - växter använder ljus och koldioxid (CO ₂ ) för att göra det socker de behöver för att växa, frigör syre i processen. När atmosfärisk CO ₂ koncentrationerna ökar, som de har varit tack vare att människor förbränt fossila bränslen, man kan tro att växter njuter av ett smörgåsbord med mat för obegränsad tillväxt. Men en ny studie publicerad i Vetenskap visar att detta överskott av rikedom inte är så effektivt som man tidigare trott.

Sedan CO ₂ är den huvudsakliga matkällan för växter, ökande nivåer av det stimulerar direkt fotosynteshastigheten hos de flesta växter. Denna ökning av fotosyntesen, känd som "CO ₂ befruktningseffekt, " ökar tillväxten hos många av jordens växtarter, med de effekter som syns tydligast i grödor och unga träd, och mindre i mogna skogar.

Mängden CO ₂ som används av fotosyntes och lagras i vegetation och jord har vuxit under de senaste 50 åren, och absorberar nu minst en fjärdedel av mänskliga utsläpp under ett genomsnittligt år. Vi har antagit att denna fördel kommer att fortsätta att öka när CO ₂ koncentrationerna stiger, men data som samlats in under en 33-årsperiod visar oss att det kanske inte är sant.

Befruktningen är på nedgång

Uppskattning av storleken på den globala CO ₂ -befruktningseffekt exakt är ingen lätt uppgift. Vi måste förstå vad som begränsar fotosyntesen från en region till en annan, och i varje skala från molekyler i ett blad till hela ekosystem.

Det stora forskarteamet bakom det nya Vetenskap studien använde en kombination av data från satelliter och observationer på marken och modeller av kolets kretslopp. Med hjälp av denna kraftfulla verktygslåda, de fann att gödslingseffekten minskade över stora delar av världen från 1982 till 2015 - en trend som korrelerar väl med observerade förändringar i näringskoncentrationer och tillgängligt markvatten.

På många sätt, kombinationen av dessa olika verktyg hjälper till att måla en mer komplett bild av hur världens ekosystem fotosyntes. Forskarna använde en samling långtidsmätningar från flödestorn som det på bilden nedan som kontinuerligt övervakar CO ₂ och vatten som används av växter och är utspridda över jordens biomer och ger det bästa sättet att mäta fotosyntes i ekosystemskala.

Fluxtorn är begränsade i sitt mätområde (1 km eller så) - men de data som dessa torn samlar in hjälper till att verifiera satellituppskattningarna av hur mycket fotosyntes som pågår. Med satelliter och flödestorn som nu tillhandahåller rekord sedan 1990-talet (och tidigare i vissa fall), forskare kan bedöma långsiktiga trender inom global fotosyntes. Dessa kan sedan jämföras med "modeller" - de datorbaserade simuleringarna som förutsäger interaktioner mellan växt och miljö - som forskarna gjorde i denna nyligen genomförda studie.

Vad kan modellerna sakna?

Forskare i den senaste studien fann att minskningen av CO ₂ befruktning var relaterad till tillgången på näringsämnen och vatten, som datorsimuleringarna kanske inte tar hänsyn till ordentligt. Vi vet att näringsämnen som kväve och fosfor minskar) i vissa områden – vilket kan vara oförklarat. Växter kan också acklimatisera sig, eller ändra hur de växer, när miljön förändras.

Precis som vi kan spendera mindre på mat när det finns gott om mat, växter investerar mindre kväve i fotosyntesen när de odlas med hög CO ₂ . När detta händer, CO ₂ befruktningen är mindre effektiv än tidigare. Eftersom vissa växter har ett starkare svar än andra, responsen kan vara svår att redogöra för i datorsimuleringar.

Under många år, vissa människor har antagit att kolgödsling kommer att mildra klimatförändringarna genom att bromsa hastigheten med vilken CO ₂ ökar i atmosfären. Även om effekten är inbyggd i modellerna som används för att förutsäga framtida klimat, argumentet har blivit allmänt misstolkat av de som tror att världen överreagerar på klimatförändringarna.

Men om den nya studien är rätt, och vi har verkligen överskattat mängden kol som växter kommer att dra från atmosfären i framtiden, även våra mest försiktiga klimatprognoser har sannolikt varit optimistiska.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.