Что мы узнали за 15 лет об обогащении воздуха углекислым газом в открытом пространстве (FACE)? Метааналитический обзор реакции фотосинтеза, свойств растительного покрова и продуктивности растений на повышение концентрации CO2

Эксперименты по обогащению воздуха углекислым газом в открытом пространстве (FACE) позволяют изучать влияние повышенной концентрации CO2 на растения и экосистемы, растущие в естественных условиях без использования замкнутых установок. Были собраны и обобщены с помощью метааналитических методов данные 120 первичных рецензируемых публикаций, посвящённых физиологии и продуктивности растений в 12 крупномасштабных экспериментах FACE при концентрации CO2 475–600 ppm. Полученные результаты подтверждают некоторые выводы, сделанные ранее в экспериментах с использованием камер: при повышенной концентрации CO2 увеличивались светонасыщенное поглощение углерода, суточная ассимиляция углерода, рост и надземная продукция, тогда как удельная листовая поверхность и устьичная проводимость снижались. В экспериментах FACE выявлены различия. Деревья реагировали на повышение концентрации CO2 сильнее, чем травянистые виды. Урожайность зерновых культур увеличивалась значительно слабее, чем ожидалось на основании предыдущих исследований в замкнутых установках. Общее направление изменений фотосинтеза и продуктивности при повышенной концентрации CO2 в экспериментах FACE и в замкнутых установках может быть сходным, однако количественные различия существенны: деревья реагировали сильнее, чем растения других функциональных типов; виды с фотосинтезом C4 практически не реагировали; снижение содержания азота в растениях было небольшим и в значительной степени объяснялось уменьшением количества Rubisco. Результаты этого обзора, вероятно, дают наиболее правдоподобные оценки реакции растений в естественной среде и сельскохозяйственных культур, выращиваемых в поле, на повышение концентрации CO2 в атмосфере; однако даже эксперименты FACE имеют ограничения, которые также обсуждаются.