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  植物与二氧化碳
  2012/3/29 17:03:00

    在生命体的生长繁育过程中,氧气扮演着极其重要的角色,发挥着至关重要的作用。氧气是生物体新陈代谢的重要成分。没有氧气的参与,生物体内的氧化过程就不能进行,生物体摄入的食物就无法转变为生长的养料与活动的能量。


    一人一天平均要吸入大约 20 m3的空气,重约 25 kg,比一天摄入的食物与水多 10 倍多,其中有0.75 kg 的氧气被消耗掉。人对大气中氧气含量的微小变化都很敏感。有些人在阴雨天、浴室中或在海拔超过 2 000~3 000 m 的山上,感到头痛胸闷就是缺氧的征兆。现在空气中的氧气含量为21 % ,当空气中的氧气含量低到 7 % ~8 % 时,人就会发生窒息、昏迷、呼吸循环障碍,甚至导致死亡。


    二氧化碳虽然在空气中的含量很低,但它对大气物理状态和生物过程,尤其是对植物的生长有着显著的影响。绿色植物在不停地吸收大气 C O2 进行着光合作用,通过光合作用来制造养料,以维持植物的发育与生长。


    有人将植物的绿叶比作一个绿色化工厂,在这个工厂里,叶绿体就是反应车间,太阳光就是开动机器的动力,二氧化碳和水就是原料。这个车间源源不断地生产出糖和淀粉等有机物,并把生产的副产品 —氧气送回到大气中。每年全世界绿色植物从空气中吸收的二氧化碳高达几百亿吨。据估算,1h m2草地每天可以吸收360 kg 二氧化碳,放出 270 kg 氧气,满足 360 人对氧气的需要。


    动物的生命活动或有机体的腐烂过程,是吸收氧气、 放出二氧化碳的过程;而植物的生命过程却是吸收二氧化碳、 放出氧气的过程。两者之间以及两者与岩石之间经过亿万年的演化达到了某种平衡,才形成了今天这样的大气圈。


    大气二氧化碳的浓度,对生物光合作用影响很大,是生物生长的限制因子。实验结果表明,若大气二氧化碳的浓度低到 0. 005 % 时,光合作用强度仅能补偿呼吸作用的消耗,称为补偿点。但 C4 植物的此值可以低到 0.000 5 % 。当大气二氧化碳的浓度从补偿点增加到 0.03 % 时,光合作用强度几乎成正比地直线增加;当大气二氧化碳的浓度从 0. 03 % 增加到 0. 1 % ,光合作用强度又增加一倍;但浓度再高,后者不在增加。大气二氧化碳的浓度过高反而对植物呼吸起抑制作用,从而间接影响光合作用。


    植物还可以通过光合作用来调节大气组成的变化。研究发现,当大气二氧化碳的浓度增加时,植物的光合作用将大大加强。例如,小麦和水稻的光合作用强度将会增加 25 % ,大豆的光合作用强度将会增加 40 %。光合作用的增强,将会使得植物从大气吸收的二氧化碳的数量增加,从而降低大气二氧化碳的浓度。


    大气元素(如 O、 N )是生命活动的物质来源,生物通过光合作用、 呼吸作用,与大气之间不断地进行着物质的交换。生物依赖于大气而生存,在生存过程中,又不断地改变或调节着大气的组成。反过来,大气组成的变化又影响到生物的生长与发育。生物与大气就是这样相互作用、 相互影响的。



 


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