Bien que de nombreuses personnes aient soutenu que l'augmentation des niveaux de dioxyde de carbone serait bénéfique pour la production végétale, un modèle récent des effets de l'augmentation du CO2 montre que ce n'est pas si simple et que des niveaux élevés pourraient avoir un effet beaucoup moins positif sur la photosynthèse des plantes que prévu.

Des chercheurs de l'Université Purdue ont testé les effets de l'augmentation du CO2 et des températures plus chaudes sur l'utilisation de l'eau par les plantes. Bien qu'une augmentation du dioxyde de carbone et des températures plus chaudes améliorent généralement la photosynthèse, dans ces expériences, les chercheurs ont découvert que les pores des feuilles des plantes, connu sous le nom de stomates, devaient se rétrécir dans ces conditions, réduire la quantité d'humidité que les plantes libèrent dans l'air.

Bien que ce changement puisse signifier que certaines plantes sont plus efficaces dans leur utilisation de l'eau dans certaines régions arides, globalement ce changement de physiologie végétale aura ses propres effets climatiques, entraînant moins de précipitations dans certaines régions, endommager les plantes et les rendements des cultures, dit Qianlai Zhuang, professeur de sciences de la terre et de l'atmosphère.

"Cette étude révèle que si l'augmentation du dioxyde de carbone atmosphérique peut directement renforcer l'absorption de CO2 par les plantes, il peut également réduire la transpiration des plantes, influencer les régimes mondiaux de précipitations, et augmenter le réchauffement localement, " il dit.

La recherche a été publiée dans un récent numéro de Lettres de recherche géophysique . L'étudiant diplômé de Zhuang, Zhu, est l'auteur principal de l'article.

Lisa Welp, professeur adjoint de biogéochimie au Département de la Terre de Purdue, Atmosphérique, et sciences planétaires, et co-auteur de l'article, dit que dans de nombreux écosystèmes terrestres, les précipitations proviennent de l'eau recyclée dans l'atmosphère par les plantes en amont du vent, affectant à la fois les précipitations et les températures.

« Le rôle que joue la végétation terrestre dans le recyclage des pluies sur terre est souvent simplifié ou négligé, mais c'est un acteur clé dans la détermination des régimes régionaux de précipitations et, donc, productivité dans les écosystèmes limités en eau, " dit Welp. " Si certaines plantes réduisent leur transfert d'eau dans l'atmosphère en réduisant les taux de transpiration, cela se traduit par des baisses régionales des précipitations. Il en résulte également un chauffage local car l'évaporation de l'eau des feuilles des plantes agit comme un climatiseur, garder les températures de surface plus fraîches.

Globalement, l'effet est suffisamment fort pour qu'il n'y ait pas d'augmentation nette de la production agricole mondiale, dit Zhuang. En réalité, à mesure que le dioxyde de carbone augmente à l'échelle mondiale, la modélisation a montré que la vie végétale dans la plupart des régions du monde souffre considérablement de la hausse des températures et de la diminution des précipitations.

"Vous ne pouvez pas regarder un seul effet isolément, comme la photosynthèse, et déterminer comment cela affectera la production agricole mondiale, " dit Zhuang. " Il y a à la fois des effets directs et indirects, et les deux devraient être pris en compte.

Le dioxyde de carbone atmosphérique est passé de 280 parties par million avant l'ère industrielle, qui a commencé à la fin des années 1700, au niveau actuel supérieur à 400 parties par million.

Zhuang et l'étudiant diplômé Peng Zhu ont conçu six expériences de modèle en utilisant des données climatiques historiques de 1850 à 2011. la plupart de Madagascar, et la pointe sud de l'Inde - d'autres régions de la planète en souffriraient.

"Cette étude indique que l'effet fertilisant net du CO2 sera surestimé à moins que les effets de rétroaction végétation-climat ne soient pris en compte, " dit Zhu.