氣候變化懷疑論者有一整套論點，用來解釋為什麼人類不需要減少碳排放。有些人斷言，二氧化碳水平的上升對植物有益，因此全球變暖並不像科學家們宣稱的那麼糟糕。“我們大氣中更高濃度的二氧化碳將有助於光合作用，進而促進植物生長，”眾議員拉馬爾·史密斯（R-德克薩斯州）在去年的專欄文章中寫道。“這與糧食產量的增加和食品質量的提高相關。”他認為，呼籲減排的科學家和其他人都是在歇斯底里。
那麼，大氣中二氧化碳的升高是否真的會對包括糧食作物在內的植物有所幫助呢？大眾科學 請了幾位專家來談談這個問題背後的科學原理。
專家們說，這個論點有一點道理，基於科學家所說的二氧化碳施肥效應。“二氧化碳是光合作用所必需的，”橡樹嶺國家實驗室環境科學部和氣候變化科學研究所的企業研究員理查德·諾比說。“如果你（在實驗室裡）隔離一片葉子，並提高二氧化碳的水平，光合作用就會增加。這是確鑿無疑的。”但諾比指出，科學家在實驗室中得出的結果通常與外界更為複雜的世界中發生的情況不同；未受照料的森林、田野和其他生態系統中，植物生長還涉及許多其他因素。例如，“氮通常供應不足，以至於它成為生態系統中生物量產生多少的主要控制因素，”他說。“如果氮受到限制，那麼二氧化碳增加的好處就會受到限制……你不能只看二氧化碳，因為整體背景非常重要。”
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科學家們已經在自然生態系統中觀察到了二氧化碳施肥效應，包括過去幾十年在戶外森林地塊進行的一系列試驗。諾比參與了這些試驗，據他所說，在這些實驗中，將二氧化碳從工業化前水平人為地翻倍，使樹木的生產力提高了約 23%。然而，對於其中一項實驗，由於氮的限制，這種效應隨著時間的推移而顯著減弱。這表明“我們不能假設二氧化碳施肥效應會無限期地持續下去，”諾比說。
他說，除了忽略長期前景外，許多懷疑論者也沒有提到大氣中二氧化碳升高對植被可能造成的最大危害：氣候變化本身。它的負面後果——如干旱和熱應激——可能會壓倒二氧化碳升高可能給植物生命帶來的任何直接好處。“孤立地看待二氧化碳施肥效應是不合適的，”他說。“你可以同時發生積極和消極的事情，重要的是淨平衡。”因此，雖然懷疑論者的說法有基本的道理，但他說，“這個論點中缺少的是它不是全部的畫面。”
科學家們還專門研究了二氧化碳升高對農作物的影響，並發現了施肥效應。“對於許多作物來說，[更多的二氧化碳]就像大氣中有額外的物質可以用來生長，”加州大學戴維斯分校環境科學與政策助理教授弗朗西斯·摩爾說。她和其他專家指出，某些型別的植物，如玉米，以獨特的方式獲取二氧化碳進行光合作用，但這是一個例外。但對於大多數人類食用的其他植物——包括小麥、大米和大豆——“較高的二氧化碳會直接幫助它們，”摩爾說。她補充說，將二氧化碳從工業化前水平翻倍，確實會使小麥等作物的生產力提高約11.5%，而玉米等作物的生產力提高約8.4%。
由於化肥的緣故，氮或其他養分缺乏對農作物的影響不如野生植物那麼大。儘管如此，研究表明，植物“在早期從較高的二氧化碳中獲得一些好處，但這種[好處]在氣體達到一定水平後開始飽和”，摩爾說——並補充說，“二氧化碳越多，你獲得的好處就越少。”雖然二氧化碳的升高似乎對農業有利，但摩爾也強調，任何潛在的積極影響都不能孤立地考慮，而且很可能會被許多缺點所抵消。“即使有二氧化碳施肥的好處，當你開始升溫1到2度時，你會看到負面影響，”她說。“溫度可以透過許多不同的途徑對作物產量產生負面影響：土壤水分不足[或]熱直接損害植物並干擾它們的生殖過程。”最重要的是，摩爾指出，增加的二氧化碳也會使與農作物競爭的雜草受益。
二氧化碳升高對作物的影響也可能損害人類健康。“我們明確知道，當你在田間以較高的二氧化碳水平種植食物時，它的營養會降低，”哈佛大學環境健康首席研究科學家塞繆爾·邁爾斯指出。“[糧食作物]會損失大量的鐵和鋅，而穀物[也]會損失蛋白質。”邁爾斯和其他研究人員發現，預計本世紀中葉的大氣二氧化碳水平（約為百萬分之 550）可能會使糧食作物損失足夠的關鍵營養素，導致估計 1.5 億人出現蛋白質缺乏，另外 1.5 億至 2 億人出現鋅缺乏。（這兩個數字都是在已經存在這種短缺的人數之外的。）邁爾斯表示，在二氧化碳水平如此高的情況下，總共有 14 億育齡婦女和居住在貧血高發國家的兒童會損失超過 3.8% 的膳食鐵。
研究人員尚不清楚為什麼大氣中較高的二氧化碳會改變作物的營養成分。但是，邁爾斯說，“最重要的是，我們知道，二氧化碳的升高會降低世界各地關鍵營養素的濃度，”他補充說，這些型別的營養缺乏已經是重大的公共衛生威脅，而且隨著二氧化碳水平的上升只會惡化。“[懷疑論者]的論點的問題在於，這就像你可以從向大氣中新增二氧化碳的整體影響中挑選出二氧化碳施肥效應，”邁爾斯說。但世界——或其氣候——不是這樣運作的。