1961年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者——美國生物化學(xué)家梅爾文-艾利斯-卡爾文（Melvin.Ellis.Calvin）（1911-1997）

        在東北，大約從冬至開始的一個(gè)月里是一年中最寒冷的時(shí)候了，每當(dāng)寒流來襲，風(fēng)刮在臉上都有刀割般的感受?？山衲陞s是個(gè)暖冬，即便在所謂的“三九”天里，路旁的積雪在中午時(shí)分竟能悄然融化。于是，關(guān)于溫室效應(yīng)關(guān)于暖冬就又成了環(huán)保家們議論紛紛的話題。那么，正如事物所具有的辯證性那樣，溫室效應(yīng)對我們的生存就沒有哪怕是一絲一縷的積極作用嗎？在科學(xué)如此進(jìn)步的今天，我們?nèi)绾文苻q證地去看待溫室效應(yīng)，并充分地發(fā)揮我們的智慧化不利為有利呢？曾經(jīng)寫過一篇文章，并于某年將其中的兩節(jié)刊載在某刊上，結(jié)果，這正如電影中的蒙太奇，竟使我文中的原旨蕩然無存了。今將這陳年舊帳翻來，或可給大家一點(diǎn)啟示也未可知。

                                                     溫室效應(yīng)，是耶？非耶？

珠穆朗瑪峰的雪線在下降，南北兩極的冰雪在融化，全球都在變暖！而造成這種局面的最主要溫室氣體——CO₂在大氣中的含量卻在繼續(xù)增加。聯(lián)合國環(huán)境計(jì)劃署下屬的政府間氣候變化專業(yè)委員會(huì)曾有報(bào)告指出：工業(yè)革命前（1800年），大氣中的CO₂濃度僅為280ppm，而僅僅過去了190年，到了1990年，這一數(shù)字已達(dá)到了353ppm，如果繼續(xù)按照這樣的速度排放溫室氣體的話，那么，到2030年前后，大氣中CO₂的濃度將達(dá)到工業(yè)化前水平的2倍，那時(shí)，全球平均氣溫將升高3±1.5 ⁰C，并將直接影響著降水量及其分布。

為了減少溫室氣體的排放，控制全球變暖趨勢的進(jìn)一步發(fā)展，環(huán)保主義者們不得不奔走呼號(hào)，雖歷萬難而不悔，并最終促成多國政府于1997年12月在日本簽署了旨在控制溫室氣體排放的《京都議定書》。然而，目前離該協(xié)議的正式生效還有很大的一段距離。

其實(shí)，目前排放的大量溫室氣體（主要為CO₂）絕大多數(shù)來源于煤和石油這類能源物質(zhì)的消耗，而煤和石油又在當(dāng)今世界的能源結(jié)構(gòu)中占有支配地位。在新的替代能源被大規(guī)模利用前，各國政府是不可能以犧牲經(jīng)濟(jì)的發(fā)展來限制煤和石油的消耗的。因此，從這個(gè)意義上看，《京都議定書》無異于建立在沙丘上的樓閣。所以，問題的關(guān)鍵在于：一方面要加大開發(fā)新能源（如聚變能）的力度，另一方面，也要換一個(gè)角度對溫室氣體CO₂作一全面的審視。大氣環(huán)境中不斷增加的CO₂真的對我們的生存與發(fā)展就是百弊而無一利嗎？環(huán)保主義者們描述的全球變暖所造成的物種滅絕景象圖就沒有一點(diǎn)形而上學(xué)進(jìn)化論的危言聳聽嗎？適者生存，才是生命的進(jìn)化之道。即便溫室效應(yīng)嚴(yán)重地威脅了我們現(xiàn)有的生存環(huán)境，我們是否能因勢利導(dǎo)，變不利為有利，而最終化險(xiǎn)為夷呢？

• 溫室效應(yīng)與光合作用

       萬物生長靠太陽。綠色植物（包括光合細(xì)菌）通過吸收太陽能來同化CO₂和H₂O，最終制造出大量的有機(jī)物和O₂的過程稱作光合作用。僅地球上的自養(yǎng)生物每年就可同化約2×10¹¹噸的碳素或者相當(dāng)于4~5千億噸的有機(jī)物，而這些有機(jī)物正是包括我們?nèi)祟愒趦?nèi)的全部動(dòng)物界賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。

        光合作用不僅提供了大量的有機(jī)物，還可以將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，貯藏在所形成的有機(jī)物中。如果把2×10¹¹噸碳素?fù)Q算成能量，則相當(dāng)于3×10²¹焦耳的能量。

        作為植物光合作用的主要原料，大氣中CO₂濃度的增加將有利于光合作用的進(jìn)行。目前大氣中CO₂濃度（353ppm）與植物光合作用的最適CO₂濃度（1000ppm）仍然相去甚遠(yuǎn)。植物生理學(xué)研究早已證明，增加大氣中CO₂濃度，光合作用的效率就會(huì)隨之而增加，并將提高植物的產(chǎn)量。在溫室里，當(dāng)空氣中CO₂濃度提高到2400ppm時(shí)，水稻產(chǎn)量幾乎增加一倍。而大豆僅在開花前至成熟期，將空氣里的CO₂濃度提高到800——1200ppm，產(chǎn)量即可增加一半。由此可見，大氣中CO₂濃度的提高將有利于植物光合效率與產(chǎn)量的提高，并因此可減少化學(xué)肥料的施用，從而降低環(huán)境污染。

       植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，首先要把大氣中的CO₂同化固定。如果植物將CO₂同化固定后的第一個(gè)產(chǎn)物是含有3個(gè)碳原子的化合物，則這類植物的光合作用碳素同化途徑稱為碳三途徑（C₃途徑），這類植物也被稱之為C₃植物，如水稻、小麥、大豆、棉花等大多數(shù)植物。如果植物同化固定CO₂后的第一個(gè)產(chǎn)物是含有4個(gè)碳原子的化合物，則這類植物的光合作用碳素同化途徑稱為碳四途徑（C₄途徑），這類植物也被稱為C₄植物，如玉米、高粱、甘蔗等。

        C₃植物與C₄植物對CO₂濃度變化的光合生理反應(yīng)是不同的，C₃植物比C₄植物更為敏感。在目前這種低CO₂濃度下，C₄植物的光合效率高于C₃植物，這也是目前C₄植物多是高產(chǎn)作物的原因。但當(dāng)CO₂濃度增加時(shí)，C₃植物的光合效率將比C₄植物增加的更為明顯。有研究顯示，當(dāng)大氣中CO₂濃度是目前的2倍時(shí)，C₃和C₄植物葉片的凈光合效率分別增加40%和5%。這將更有利于水稻、小麥這類糧食作物產(chǎn)量的增加。

         此外，當(dāng)大氣中CO₂濃度增加時(shí)，植物葉片上的氣孔將隨之而部分關(guān)閉或減少。其結(jié)果是減少了植物體內(nèi)的蒸騰作用而提高了水份利用率。

        大氣中CO₂濃度增加所導(dǎo)致全球變暖對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的另一個(gè)有利影響是，可將現(xiàn)在的作物種植界線北移。如當(dāng)大氣中CO₂濃度倍增時(shí)，作物種植的北部界線將北移500——1000公里，可減少高緯度地區(qū)低溫冷害對農(nóng)作物生長的影響。由于積溫增加，生長期延長，將更有利于作物產(chǎn)量的提高。