توزیع اقلیمی پوشش گیاهی

هر تحول عظیمی که در اقلیم جهان رخ می‌دهد، موجب بروز تغییرات چشم‌گیری در زندگی بر روی کره‌ی زمین است. با آغاز افزایش دما و تغییر الگوی بارش، نحوه‌ی واکنش گیاهان به شرایط جدید چشم انداز زمین را تعیین خواهد کرد. در آینده، دنیای محصور در گل‌خانه‌ی جهان تفاوت بسیاری با آن‌چه که اکنون هست خواهد داشت. در نیمه‌های این قرن، اقلیم به نحو محسوسی گرم‌تر خواهد شد به طوری که شاید نسبت به نیم قرن قبل از خود دما در نزدیکی قطب‌های زمین تا ده درجه افزایش یابد. الگوی بارش تغییر خواهد یافت؛ برخی مناطق مرطوب‌تر و برخی دیگر خنک‌تر خواهد شد. میزان دی اکسید کربن، که یکی از گازهای مؤثر گل‌خانه‌ای است، هم‌چنان در جو افزایش خواهد یافت. همه‌ی این عوامل بر جذب آب از ریشه‌ی گیاهان اثر خواهد گذاشت، و درنتیجه، تعیین خواهد کرد که چه نوع گیاهی در کدام منطقه رشد کند. یکی از برجسته‌ترین خصوصیات گل‌خانه‌ی جهان چهره‌ی جدید کمربند رویشی خواهد بود که زمین را محصور کرده است.
گیاهان آب را از خاک جذب می‌کنند و به شاخه‌ها و برگ‌ها می‌رسانند. گیاهان حرکت آب را به خوبی مهار می‌کنند و دفع آب را از طریق باز و بسته کردن روزنه‌های برگ افزایش و کاهش می‌دهند. این ساخت و کار باید در گیاهی که رشد سالم دارد بسیار مؤثر انجام شود، زیرا اگر آب درون بافت‌های گیاهی پنج درصد کاهش یابد رشد آن کند می‌شود و اگر ده درصد دیگر نقصان پیدا کند فتوسنتز متوقف خواهد شد. فتوسنتز فرایندی است که طی آن گیاه با استفاده از نور خورشید دی اکسید کربن و آب را به کربوهیدرات تبدیل می‌کند. بنابراین گیاه برای رشد خود، باید کنترل دقیقی روی مقدار آبی که از دست می‌دهد داشته باشد.
اگر دامنه‌ی چشم انداز خود را از گیاهی تک به زنجیره‌ی رویش گسترش دهیم همان درجه‌ی حساسیت را می‌توانیم ببینیم. جایی که آب کافی وجود دارد رویش گیاهی پرپشت و متراکم است، ولی در صورت کمبود آب گیاهان پراکنده‌اند. در مناطقی که بارانِ شدیدِ مداوم دارند (بیش از هزار و دویست میلیمتر در سال)، رویش طبیعی به شکل جنگل‌های انبوهی از درختان بلند است. در جاهایی که کم‌تر از دویست میلیمتر باران (یا برف) در سال می‌بارد، رویش گیاهی به طور کلی متفاوت و متشکل از گیاهان کوتاه و پراکنده‌ای است که شاید علفزاری را تشکیل دهند. رویش گیاهی هم‌چون منبع ذخیره‌ی آب است. انواع گیاهان مختلف، ظرفیت‌های گوناگونی برای ذخیره دارند. تنه و ساقه‌ی درختان جنگل‌های انبوه گرمسیری معادل با بیست و پنج میلیمتر باران آب ذخیره می‌کنند. علفزار فقط کسری از این مقدار، شاید معادل با یک میلیمتر باران، آب را در خود نگاه می‌دارد.
هنگامی که خاک مرطوب است، مقدار آبی که در تنه‌ی درختان جنگلی جمع می‌شود هر روز ثابت می‌ماند، اگر چه در نخستین ساعت‌های بعد از ظهر کمی کاهش می‌یابد. این موضوع هنگامی صادق است که تبخیر آب از روزنه‌ی برگ‌ها، یا تعرق، بیش‌ترین سرعت را دارد. هنگامی که خاک شروع به خشک شدن می‌کند تعرق هم‌چنان ادامه دارد تا آب به برگ‌ها جریان پیدا کند. برای ادامه‌ی تعرق، آب به طور فزاینده‌ای در تنه‌ی درخت جمع می‌شود. از آن‌جا که در جنگل‌های گرمسیری درختان می‌توانند مقدار زیادی آب در خود ذخیره کنند، در دوره‌ی خشکی قادرند به مدت چهار یا پنج روز رشد و فتوسنتز گیاه را تأمین کنند؛ با آن که سرعت تعرق بالاست، بوته‌ها آب کم‌تری ذخیره می‌کنند که فقط نیمی از روز می‌تواند نیاز برگ‌ها را تأمین کند.
اگر در دوره‌ی خشکی که گیاه از آب ذخیره استفاده می‌کند باران ببارد، گیاه آب بیش‌تری از خاک جذب می‌کند تا اندوخته‌ی از دست رفته جبران شود و رشد ادامه یابد. اگر کمبود آب مثلاً در طول یک فصل خشک ادامه یابد، گیاه بعضی از فعالیت‌هایش، مانند فتوسنتز و رشد، را محدود یا متوقف می‌کند. این کار ممکن است تا یک یا دو ماه ادامه یابد.
اگر دوره‌ی خشکی طولانی‌تر شود، گیاه باید اقدام مؤثرتری بکند و برگ‌هایش را بریزد. با این کار که فرایندی است به نام ریزش، گیاه از اتلاف بیش‌تر آب جلوگیری می‌کند. بدین ترتیب، آب در بافت‌هایی ذخیره می‌شود که برای رشد مجدد برگ‌ها به هنگام بهبود وضعیت، حیاتی هستند؛ این بافت‌ها جوانه‌های خفته و لایه‌های زاینده‌اند، یعنی باقت‌های یک شکلی که برگ‌های جدید و بافت آوندی را به وجود می‌آورند. اگر باز هم خشکی ادامه پیدا کند گیاه می‌خشکد. نتیجه می‌گیریم که گیاهان طبیعی یک اقلیم خاص قادرند خشک‌ترین دوره‌ی سال را تحمل کنند و می‌توانند با فراوان شدن آب به سرعت رشد کنند. این رابطه‌ی نزدیک بین باران و رویش گیاهی به گیاه‌شناسان امکان می‌دهد تا بر اساس مقدار باران و موسم آن، در باره‌ی رستنی‌های مناطق گوناگون جهان پیش‌بینی‌هایی کلی به عمل آورند. به طور کلی با افزایش بارش، اندازه و پیچیدگی رویش گیاهی افزوده می‌شود.
پیش‌بینی‌هایی که تنها بر اساس میزان باران صورت می‌گیرد، طرحی کلی از رویش گیاهی به دست می‌دهد، بدون آن که وارد جزئیات شود. دما، به ویژه پایین‌ترین دمای زمستان، نیز برای گیاه اهمیت دارد. نود درصد وزن گیاهان را آب تشکیل می‌دهد. درنتیجه، هنگامی که دما به زیر صفر درجه‌ی سانتیگراد می‌رسد، ممکن است گیاه یخ بزند. اگر آب درون یاخته‌ای یخ بزند یاخته می‌میرد. گیاه می‌تواند در برابر یخ زدن آب بیرون یاخته‌ای، در شبکه‌ی دیواره‌ی سلولزی و فضاهای بین یاخته‌ها، مقاومت کند. گیاه با انتقال آب از درون یاخته‌ها به فضاهای بین یاخته‌ای و دیواره‌ی یاخته تا حدودی از خود محافظت می‌کند. این انتقال، از یخ زدن قسمت‌های زنده‌ی یاخته جلوگیری می‌کند، و به کمبود آب در یاخته منجر می‌شود. به این حالت گیاه، سرمازدگی گفته می‌شود. فرایند فیزیکی دیگری به نام فوق سرمازدگی نیز از گیاه محافظت می‌کند که طی آن نقطه‌ی انجماد آب پایین می‌آید. آب خالص معمولاً در صفر درجه‌ی سانتیگراد یخ می‌زند ولی اگر دمایش به آرامی و با سرعتی که در طبیعت دارد یعنی یک درجه‌ی سانتیگراد در هر ساعت کاهش یابد یخ نمی‌زند مگر این که به منفی دو یا منفی سه درجه‌ی سانتیگراد برسد. وجود محلول‌هایی که در آب حل می‌شوند، همانند محلول‌های موجود در آب درون بافت‌ها، می‌تواند این ظرفیت فوق سرد سازی را افزایش دهد.
میزان مقاومت گیاه در مقابل سرمازدگی و قدرتش در پایین آوردن نقطه‌ی انجماد بافت‌ها، تعیین کننده‌ی محل زندگی آن است. گیاهانِ همیشه سبزی که برگ‌های پهن دارند، در مناطق استوایی تا مدیترانه یافت می‌شوند. درختانی چون سندیان که در آب و هوای مدیترانه‌ای رشد می‌کنند، پایین‌ترین دما را – تا منفی پانزده درجه‌ی سانتیگراد – تحمل می‌کنند. در مناطقی که دما از منفی پانزده درجه‌ی سانتیگراد پایین‌تر می‌آید گیاهانی مانند بلوط ساقه‌ دار رشد می‌کنند که برگ‌های پهنی دارند که در زمستان می‌ریزد. این درختان برگ‌های خود را در پاییز پس از گرفتن مواد غذایی لازم و ذخیره‌ی آن در لایه‌های زاینده و جوانه‌های خفته، از دست می‌دهند. این دو بافت باید در برابر سرمازدگی مقاوم باشند، ولی مقاومت آن‌ها حدی دارد. بیش‌تر درختان خزان کننده می‌توانند در دمایی از منفی چهل تا منفی پنجاه درجه‌ی سانتیگراد زنده بمانند.
در مناطقی که دما از منفی پنجاه درجه‌ی سانتیگراد پایین‌تر می‌آید، درختان برگ پهن جای خود را به سوزنی برگ‌هایی از قبیل کاج، سرو، و صنوبر می‌دهند که کمربند پهناور جنگل شمالی را می‌سازند. جاهایی که در معرض گرمای خورشید قرار دارد معدودی از گونه‌های خزان کننده‌ی برگ پهن غان و سپیدار باقی می‌مانند. گیاه‌شناسان نتوانسته‌اند بفهمند که این درختان شمالی چگونه جوانه‌های خفته و برگ‌هایشان را از سرمازدگی محفوظ می‌دارند.
با آگاهی از بارش و دمای هر منطقه، پیش‌بینی رویش آن منطقه دقیق‌تر می‌شود. با وجود این، آگاهی از عامل سوم یعنی فصل رشد، که برای گیاه زمانی حیاتی است این تصویر را باز هم روشن‌تر می‌کند. گونه‌هایی که انواع خاصی از رستنی‌ها را تشکیل می‌دهند به حداقلی از گرما و طول فصل رشد نیاز دارند تا همه‌ی فرایندهای چرخه‌ی زندگی خود را کامل کنند. این ترکیب زمان و دما، مجموع گرما را تشکیل می‌دهد. مجموع گرما برابر است با حاصل تعداد روزهایی از سال (n) که در آن دمای متوسط (Tm) از آستانه‌ی دما (Tt) برای رشد می‌گذرد، ضرب در دمای متوسط منهای آستانه‌ی دما. (آستانه‌ی دما برای گونه‌های گیاهی منطقه‌ی معتدله حدود صفر درجه‌ی سانتیگراد است ولی برای نباتات گرمسیری می‌تواند تا ده درجه‌ی سانتیگراد برسد.) نتیجه‌ی این مجموع را، وفتی که زمان برحسب روز تعیین شود، کل درجه حرارت روزانه (D) می‌نامند: D=n(Tm-Tt). با آگاهی از سه عامل نام برده شده، می‌توان یک «درخت داوری» ساخت. با استفاده از گزارش‌های مربوط به هواشناسی در منطقه‌ای خاص، می‌توان رویش گیاهی آن منطقه را از روی «درخت» نام برده پیش‌بینی کرد. نقشه‌ای از این پیش‌بینی‌ها حاصل می‌شود که با نقشه‌هایی که با مشاهده‌ی پراکندگی مناطق ترسیم شده است و مناطقی که در «درخت داوری» گنجانده نشده‌اند دقیقاً مطابقت می‌کند.
ارزش برقراری قوانین بنیادینی که تأثیر اقلیم را بر نوع نباتات معلوم می‌کنند در این است که این قوانین می‌توانند برای پیش‌بینی واکنش نباتات به تغییر اقلیم مورد استفاده قرار گیرند. یکی از بزرگ‌ترین تغییراتی که اقلیم ‌شناسان پیش‌بینی می‌کنند که در چند دهه‌ی آینده روی می‌دهد، تغییر گرمای زمین است. در حدود بیست سال دیگر دما در اطراف استوا افزایش اندکی در حدود یک تا دو درجه‌ی سانتیگراد نسبت به نیم قرن قبل از خود خواهد داشت ولی در نزدیکی قطب‌ها این افزایش بسیار بیش‌تر خواهد بود.
فونِ یک منطقه عمدتاً به نوع و حاصل‌خیزی رستنی‌های آن بستگی دارد. اگر نباتات عوض شوند، فون تغییر پیدا می‌کند. نقش دیگری که در رویش گیاهی در هر اکوسیستمی دارد، کند کردن یا جلوگیری از فرسایش خاک است. بعضی از انواع رویش‌های گیاهی به ویژه جنگل‌های واقع در اقلیم‌های مرطوب، با افزایش مقدار باران، حتی بر آب و هوا تأثیر می‌گذارند. بوم شناسان علاقه مندند که چگونگی تغییر زندگی گیاهی را پیش‌بینی کنند، زیرا این تغییر در مورد همه‌ی شکل‌های زندگی صدق می‌کند. ولی اقلیم شناسان می‌خواهند بدانند چه بر سر اکوسیستم خواهد آمد، زیرا با جو اثر متقابل دارد و می‌تواند سهمی در اثر گل‌خانه‌ای داشته باشد یا آن را خنثی کند. «درخت داوری» تغییرات احتمالی گیاهان در آینده را نشان می‌دهد.
در نقاط مختلف دنیا، چندین گروه از پژوهشگران طرح‌هایی ایجاد کرده‌اند که پیش‌بینی می‌کند که هنگامی که غلظت دی اکسید کربن در جو دو برابر قبل از دوران صنعتی شود چه بر سرِ اقلیم زمین خواهد آمد. هر طرح تصویری می‌دهد که با دیگری، به ویژه در الگوی تایش، تفاوتی جزئی دارد. این تصویرها نوعی پیش‌بینی را امکان‌پذیر می‌سازند. با پی‌گیری طرح‌هایی که دانشمندان مطالعات فضایی گادارد در نیویورک ارائه نمودند و نیز استفاده از درخت داوری، اقدام به تهیه‌ی نقشه‌ای از چگونگی رویش گیاهی در نیم قرن آینده شد.
برخی از مناطق، نسبت به تغییرات، واکنش بیش‌تری نشان خواهند داد. بزرگ‌ترین تغییر در دورترین نقاط شمال خواهد بود که تندرای وسیع بی‌درخت آن کوچک خواهد شد. تندرا منطقه‌ای است بین پوشش یخی و جنگل‌های بزرگ شمالی که خاک آن در بیش‌تر اوقات سال یخ بسته است و فصل رشد آن برای درختان بسیار کوتاه است. هنگامی که اقلیم منطقه‌ی گرم و خاک یخ زده ذوب می‌شود جنگل سوزنی برگ‌ها به طرف شمال گسترش می‌یابد و به این ترتیب تندرا به طرف پهنه‌ی شمالی کشیده می‌شود. کوچک شدن تندرا به نوبه‌ی خود روی جانورانی که با شرایط سخت آن جا سازگار شده‌اند، یا در تابستان برای جفت‌گیری و استفاده از غذای سرشار به آن‌جا مهاجرت کرده‌اند، اثر می‌گذارد؛ احتمالاً بسیاری از این جانوران زنده نخواهند ماند. گرم شدن تندرا ذخیره‌ی بزرگی از کربن را که طی هزاران سال تشکیل شده است آزاد می‌کند. زیر خزه‌ها، جگن‌ها، و بوته‌های کوتاه، بقایای گیاهان مرده به شکل تورب جمع می‌شود. علت تجمع تورب این است که در شرایط سرد و مرطوب قطب شمال، برگ‌ها و گیاهان مرده بسیار کند تجزیه می‌شوند. با گرم شدن و خشکیدن خاک، این فرایند بسیار سریع‌تر صورت می‌گیرد و دی اکسید کربن را آزاد می‌کند. حدود چهارده درصد از کربن ذخیره شده در خاک‌های دنیا متعلق به خاک تندراست. آزاد شدن ناگهانی کربن به صورت دی‌اکسید کربن، غلظت این گاز را در جو باز هم افزایش می‌دهد و اثر گرما را بیش‌تر می‌کند. متان که گاز گل‌خانه‌ای دیگری است نیز از تندرا آزاد می‌شود. مکانیسم پس‌خوراندِ دیگری نیز کوچک شدن تندرا را تسریع می‌کند، به این ترتیب که سطح پوشش گیاهی تندرا حدود بیست درصد از تابش خورشید را منعکس می‌کند، در حالی که سوزنی برگ‌های شمالی شاید فقط نیمی از آن را منعکس کنند. در نتیجه جنگل و هوای بالای آن گرم خواهد شد و به طرف شمال گسترش خواهد یافت.
دمای زمستان بیش‌تر از دمای تابستان افزایش خواهد یافت. بسیاری از درختان برگ‌ پهن همیشه سبز، از قبیل بلوط منطقه‌ی مدیترانه، قادر خواهند بود که در زمستان نسبتاً ملایم منطقه‌ی معتدله، حتی در انگلستان، دوام بیاورند. هر گسترشی که این گونه‌ها پیدا کنند به بهای خسارتی است که به گونه‌های برگ پهن خزان کننده‌ای از قبیل راش، بلوط، و غیره در اروپای غربی وارد می‌شود. در امریکای شمالی گیاهان همیشه سبز فلوریدا و تگزاس به طرف شمال کشیده نمی‌شوند، بلکه خشکی تابستان و تغییر مختصر دمای زمستان آن‌ها را در جای خود نگاه می‌دارد.
دامنه‌ی جغرافیایی جنگل‌های پرباران گرمسیری و استوایی (بر اساس دما و بارندگی در فصل مرطوب) کمی تغییر خواهد کرد. مناطقی از اروپای جنوبی، آسیای شرقی، امریکای شمالی و جنوبی، و افریقای جنوبی که گیاه‌شناسان آن‌ها را در رده‌ی بوته‌زار دسته بندی کرده‌اند، کوچک خواهند شد و جای آن‌ها را نباتاتی مشابه نباتات صحرایی خواهد گرفت. روی هم رفته، تغییری که طرح مؤسسه‌ی گادارد پیش‌بینی کرد به بعضی از انواع رستنی‌ها، به ویژه در نیم‌کره‌ی شمالی، خسارت شدیدی وارد خواهد کرد. تغییر، سریع خواهد بود. تندرا طی یک دهه به طور چشم‌گیری کوچک خواهد شد. همپای آن، ممکن است زراعت‌های موجود در کمربند گندم امریکا دیگر امکان پذیر نباشد، زیرا خشکی خصوصیت عادی اقلیم فلاتِ بی‌درخت منطقه خواهد شد. اما شاید در جاهای دیگر این تغییر در جهت بهبودی باشد. طرح مؤسسه‌ی یاد شده باران بیش‌تری را برای عربستان سعودی و قسمت‌هایی از استرالیا پیش‌بینی می‌کرد. این امر بعضی از دانشمندان را بر آن داشت تا برای سبز کردن صحراهای این مناطق راهی بیاندیشند. جا دارد در این مورد خوش‌بین باشیم.
نقشه‌هایی که چگونگی واکنش گیاهان را به تغییرات اقلیم نشان می‌دهند دامنه‌ای از چشم اندازهای خوش‌بینانه و بدبینانه را جلوه‌گر می‌سازند. در بعضی از مناطق، این تغییر چندان به چشم نمی‌آید. هر تغییری هم که در اقلیم پیدا شود باز مقدار فزاینده‌ی گاز دی اکسید کربن اثر بیش‌تری روی گیاهان خواهد داشت. دی اکسید کربن یکی از مواد خام فتوسنتز است. هر چه مقدار آن در جو بیش‌تر باشد گیاهان حاصل‌خیز خواهند شد. در واقع افزودن کربن بیش‌تر به جو مانند این است که به گیاه کود بدهیم. این کار در گل‌خانه مؤثر واقع می‌شود، یعنی جایی که پرورش دهندگان گوجه فرنگی و گیاهان گلدانی، حاصل خود را با پمپ کردن دی اکسید کربن به جو افزایش می‌دهند.
گیاهان، یکی از دو مکانیسم فتوسنتز را به کار می‌گیرند، و واکنش آن‌ها به غلظت افزوده‌ی دی اکسید کربن بستگی به مکانیسم مورد استفاده دارد. تقریباً همه‌ی انواع درختان و گیاهان اقلیم سرد و بیش‌تر گونه‌های دیگر جهان به عنوان گیاهان C3 شناخته شده‌اند. گیاهان دیگر، C4 نامیده می‌شوند. این گروه کوچک است اما شامل گیاهان مهمی چون ذرت، و نی‌شکر می‌شود. گونه‌های C4 زیست شیمی فتوسنتزی ویژه‌ای دارند که دی اکسید کربن را قبل از تبدیل کربوهیدرات درون برگ غلیظ می‌کند. افزایش دی اکسید کربن در خارج از برگ اثر ناچیزی روی سرعت فتوسنتز این گیاهان می‌گذارد. اما گیاهان C3 از این شرایط بهره‌مند می‌شوند، و آزمایش‌ها نشان می‌دهند که اگر این دو نوع گیاه با هم رشد کنند گونه‌های C3 در ازای شرایطی که گونه‌های C4 فراهم می‌کنند پا می‌گیرند. در طبیعت ممکن است که گیاهان C4 در تنازع از بین بروند.
در اغلب گونه های گیاهی، افزایش غلظت دی اکسید کربن موجب بسته شدن منفذهای برگ می‌شود. این کار سرعت تعرق برگ‌ها را کاهش می‌دهد، ولی به علت وجود دی اکسید کربن اضافی چندان تأثیری روی فتوسنتز نمی‌گذارد. گیاهانی که آب کم‌تری از دست می‌دهند در حالی که با همان سرعت فتوسنتز می‌کنند کارایی بیش‌تری دارند و در نتیجه از این جنبه بهره‌مند می‌شوند. استثناهایی نیز وجود دارد. برخی از سوزنی برگ‌ها و بعضی از گونه‌های گرمسیری نسبت به دی اکسید کربن اضافی هیچ گونه واکنش منفذی نشان نمی‌دهند. با آن که سرعت فتوسنتز را افزایش می‌دهند بازده آن‌ها به اندازه‌ی گیاهانی که به دی اکسید کربن حساس هستند افزوده نمی‌شود.
زیست شناسان هنگامی که می‌خواهند بر اساس نتایج آزمایش‌های انجام شده در گل‌خانه‌ها یا در گوشه‌ای از یک قطعه‌ی آزمایشی، سرانجامِ گیاهان را پیش‌بینی کنند با مشکل بزرگی روبه رو می‌شوند. شرایط محیطی یک گل‌خانه یا هر محیط هدایت شده‌ی دیگر، با شرایط طبیعی بسیار متفاوت است. اندازه‌ی نمونه نیز مشکل دیگری است. آزمایش‌هایی که با معدودی گیاه انجام می‌شود به دشواری می‌تواند گویای نتایجی باشد که در یک منطقه‌ی رویشی پیچیده رخ می‌دهد. گیاهان به نوبه‌ی خود می‌توانند روی اقلیم خُرد و وضع گیاهان دیگر اثر بگذارند. بلندی طبیعت گیاه و نرمی سطح آن مبین آن است که الگوی آب و هوای محلی تا چه اندازه می‌تواند بر وضع و حال گیاه اثر بگذارد. برای مثال می‌توان اثری را که روی تعرق می‌گذارد ذکر کرد. در جنگل‌ها که سطح ناهمواری دارند آب و هوای محلی با اقلیم خرد درون جنگل می‌آمیزد و سرعت تعرق را مهار می‌کند. برعکس، در چمنزار که سطح آن یک‌دست است، این آمیختگی وجود ندارد، در نتیجه، آب و هوای محلی، کم‌تر بر اقلیم خرد چمنزار اثر می‌گذارد.
از آن جا که هنوز اطلاع چندانی درباره‌ی اثرهای متقابل نداریم نمی‌توانیم بگوییم تمامی خط رویش چه واکنشی در مقابل افزایش دی اکسید کربن جو خواهد داشت با این همه، مواردی چند را می‌توان پیش‌بینی کرد. برخی از دانشمندان، صرف نظر از الگوهای مزبور، مستقیماً افزایش سالانه‌ی غلظت دی اکسید کربن و واکنش‌های رویش را نسبت به آن بررسی می‌کنند. این کار، تنها مبتنی بر تجزیه و تحلیل روند سالانه‌ی فشار جزئی دی اکسید کربن در جاهای خاصی از دنیاست. چارلز کیلینگ، عضو سابق مؤسسه‌ی اقیانوس شناسی اسکریپس در کالیفرنیا، نخستین ایستگاه تعیین کننده‌ی میزان دی اکسید کربن را در سال 1958 میلادی در هاوایی تأسیس کرد. گزارش‌هایی که از هاوایی رسید نشان می‌داد که بدن شک این گاز روی رویش گیاهی اثر می‌گذارد.
اگر دی اکسید کربن اضافی اثری روی سرعت فتوسنتز گیاهان داشته باشد آن را مشخصاً می‌توان از روی فعالیت فصلی رستنی‌ها مشاهده کرد. برای مثال، در تندرا، در جنگل‌های شمالی و جنگل‌های خزان کننده در طی زمستان دوره‌ای وجود دارد که گیاهان فتوسنتز نمی‌کنند و درنتیجه دی اکسید کربن نمی‌گیرند. در تابستان، فتوسنتز از سر گرفته می‌شود و گیاهان مقدار قابل توجهی دی اکسید کربن جذب می‌کنند. اندازه گیری مقدار این گاز در هوای نزدیک رستنی‌ها نشان می‌دهد که تفاوت چشم‌گیری بین تابستان و زمستان وجود دارد. اما جنگل‌های گرمسیری و استوایی که در تمام طول سال رشد می‌کنند، با تغییر فصل، در این زمینه تفاوت کمی در آن‌ها به وجود می‌آید که به مقدار بارندگی بستگی دارد.
اندازه‌ گیری‌هایی که در پوینت برو در تندرای آلاسکا انجام شد نشان داد که درسه دهه‌ی گذشته مقدار دی اکسید کربن هر ساله به طور چشم‌گیری افزایش یافته است. در ضمن، ارقام نشان می‌دهند که مقدار دی اکسید کربنی که بین ماه‌های خرداد و آذر مصرف می‌شود نیز افزایش یافته است. این امر حاکی از این است که رستنی‌های اطراف پوینت برو در واکنش به افزایش غلظت دی اکسید کربن جو، فتوسنتز بیش‌تری انجام می‌دهند. این مشاهدات، نتایج به دست آمده از آزمایش‌های گل‌خانه‌ای را رد می‌کند که حاکی از آن است که تندرا می‌تواند از دی اکسید کربن بهره‌مند شود، زیرا تندرا از لحاظ مواد غذایی ضروری برای رشد گیاه کمبود چشم‌گیری دارد.
شاید گیاهان تندرا بتوانند از ذخیره‌ی دی اکسید کربن اضافی استفاده کنند، ولی این امر تندرا را محافظت نمی‌کند. سوزنی برگ‌های جنگل‌های شمالی نیز از دی اکسید کربن اضافی بهره‌مند خواهند شد. این درختان از گیاهان کوتاه دورترین نقطه‌های شمال بسیار بلندتر می‌شوند، و از عبور نور خورشید و رسیدن آن به تندرا جلوگیری می‌کنند، و بدین ترتیب رشد خود را تأمین می‌کنند.
منبع: راسخون