دلايل گرم شدن زمين و پيامدهاي زيست محيطي آن

مقدمه
دهه هشتاد به جهانيان نشان داد كه محيط زيست بشر چنان دچار تخريب شده و رشد جمعيت و افزايش روزافزون قدرت توليد بشرآنچنان ابعادي به اين تخريب داه است كه قابليت سكونت كره خاكي، مورد تهديد قرار گرفته و حيات افراد بشر به خظر افتاده است.

پژوهش‌هايي كه در اين دهه صورت گرفت و تغييرات عظيمي كه در شرايط طبيعي كره زمين به وقوع پيوست، بيانگر آن بود كه كره زمين در حال گرم شدن است.
گرم شدن كره زمين، به نوبه خود، خشكسالي و قحطي و كمبود آب را را به همراه آورده است. ديگر از زمستان‌هاي سرد و پربرف گذشته خبري نيست، تابستان‌ها، داغ و طولاني شده‌اند و ميزان بارندگي ساليانه كاهش يافته است. اين گرما به محصولات كشاورزي صدمه مي‌زند و موجب كمبود آب مورد نياز كشاورزي و آب آشاميدني مي‌شود. به علاوه افزايش

درجه حرارت زمين، شرايط زيست بسياري از گونه‌هاي حيواني و گياهي را به خطر انداخته است و تا كنون شمار زيادي از آنها از بين رفته‌اند. اين افزايش، خطر آب شدن يخ‌هاي قطبي و كوه‌هاي يخي را نيز دربر دارد. اگر اين امر واقع شود، سطح آب درياها بالا خواهد رفت، در نتيجه بسياري از شهرهاي ساحلي و دلتاهاي پست جهان به زير آب خواهد رفت كه از جمله آنها مي‌توان شهر ميامي در ايالت متحده آمريكا و دلتاي بنگلادش را نام برد.

بي‌نظمي در گرم‌شدن جو
بيشترين تغييرات و پديده‌هاي جوي، از اين واقعيت نتيجه مي‌شود كه سطح زمين و جو كه آن را دربرگرفته است، به صورت نامنظم گرم مي‌شود. دليل بي‌نظمي در گرم شدن جو اين است كه اولاً عواملي هستند كه مقدار انرژي خورشيدي قابل جذب در سطح زمين را ناهمگن ساخته است. ثانياً تفاوت‌هاي جنس زمين در ميزان جذب تابشي خورشيد موثر بوده و اختلاف عمده را بوجود مي‌آورد.

مقدار انرژي خورشيدي
عوامل مختلفي در ميزان انرژي دريافتي در سطح زمين دخالت دارند كه عبارتند از:
۱٫ به علت انحناي سطح كره زمين و انحراف محور زمين در گردش به دور خورشيد، تابش خورشيد با زواياي مختلف كه به زمان و عرض‌هاي جغرافيايي مربوط مي‌شود، به سطح زمين مي‌رسد. هرچه ارتفاع خورشيد بالاتر باشد، شدت انرژي خورشيد روي سطح بيشتر است.

۲٫ ضخامت لايه جو كه تابشي از ميان آن عبور مي‌كند، در اثر تغييرات زاويه تابش متغير است. وقتي انرژي خورشيد از ارتفاع پايين‌تري از داخل لايه جو عبور مي‌كند، مقدار بيشتري انرژي در تماس مولكول‌هاي هوا و ذرات معلق در جو قرار مي‌گيرد.
۳٫ مقدار ذرات و گرد و غبار موجود در هوا، با توجه به زمان و مكان تغيير مي‌كند. مقدار گرد و غبار در وسط اقيانوس‌ها بسيار كمتر از ميزان ان بر روي شهرهاي صنعتي است. اين ذرات در جذب، پخش و بازتاب تابش‌هاي خورشيدي كه از ميان آنها عبور مي‌كند، موثر مي‌باشد.

۴٫ به ندرت مي‌توان نقطه‌اي را در روي زمين نشان داد كه زمان تابش آفتاب در آن تغيير نكند. علاوه بر ابري بودن آسمان به مدت طولاني كه مانع رسيدن تابش به سطح زمين مي‌شود، طول روز نيز در طي فصل‌ها بسيار متغير است. بلندي روزهاي تابستان تقريباً به دو برابر روزهاي زمستان مي‌رسد (كه به عرض جغرافيايي محل مربوط است) و اثرات زيادي در مقدار انرژي كه به هر محل مي‌رسد، مي‌گذارد.

تركيب سطح زمين
دومين عامل اصلي جذب متفاوت و نامنظم انرژي خورشيد توسط زمين، به علت اختلاف تركيبات تشكيل‌دهنده سطح زمين است. حتي اگر انرژي خورشيد در تمام سطح زمين به صورت مساوي و يكنواخت دريافت مي‌شد، اختلاف زيادتر تركيبات سطح زمين باعث جذب متفاوت مقادير انرژي كه بعداً هوا را گرم مي‌كند، مي‌گرديد. اختلاف تركيبات زمين، اهميت بسيار زيادي در تعيين هوا و اقليم منطقه دارد. قابل توجه‌ترين اختلاف، تفاوت بين زمين و درياهاست. آب نسبت به زمين، گرما را بيشتر در خود نگه مي‌دارد و هميشه نسبت به زمين با تاخير زماني گرما را از دست مي‌دهد و لذا آب دريا در زمستان گرمتر از سطح زمين و در تابستان سردتر از سطح زمين مي‌باشد.
آيا گرم شدن زمين در حال اتفاق افتادن است؟

چند گروه از دانشمندان آمريكا و انگلستان، مجموعه‌هايي از آمار مربوط به متوسط درجه حرارت كره زمين را از صد سال پيش تا كنون جمع‌آوري كرده‌اند. اگرچه متخصصين برخي از اين ارقام را قبول ندارند، ولي روند كلي آن كاملاً روشن است. درجه حرارت متوسط كره زمين در سال‌هاي دهه نهم قرن ۱۹، حدود ۵/۱۴ درجه سانتيگراد بوده و در دهه ۸۰ قرن بيستم، به ۲/۱۵ درجه صعود كرده است. ميزان درجه حرارت بين سالهاي ۱۹۴۰-۱۹۷۰ يكنواخت بوده، اما افزايش شديد آن در خلال دهه ۸۰، چيزي بيش از جبران اين آرامش چندساله بوده است. همانطور كه متذكر شديم، ۵ سال از گرمترين سال‌هاي قرن گذشته، در اين دهه بوده است.

افزايش محدودي كه تا كنون در گرماي زمين پيش آمده است، براي دانشمندان اهميت دارد، اما براي اجتماع، چندان خطرناك نيست. بين سال‌هاي ۲۰۳۰-۲۰۵۰ متوسط درجه حرارت زمين ممكن است ۵/۱-۵/۴ درجه سانتيگراد (۳-۸ درجه فارنهايت) بيش از متوسط حرارت در دهه‌هاي اخير و يا بيش از گرماي متوسط زمين در دو ميليون سال گذشته باشد كه اين امر به معناي گرم شدن كره زمين با سرعتي مطابق ۵-۱۰ برابر سرعتي است كه در خلال قرن گذشته داشته است.

اگر فوران حرارت كره زمين كه در حدود سال ۱۹۷۰ شروع شده، ادامه يابد، خشكسالي، امواج گرما و ساير پديده‌هاي غيرعادي جوي ممكن است تا اواخر دهه نود آنقدر افزايش يابند كه ديگر حتي اشخاص غيرمتخصص هم دريابند كه آب و هوا در حال تغيير است.

دانشمندان معتقدند سرعت تغيير آب و هوا بر روي تغييرپذيري طبيعي آب و هواي كره زمين را، بزودي تحت الشعاع خود خواهد ساخت، در واقع مي‌توان اين تغيير را با جنگ هسته‌اي مقايسه كرد، زيرا تغيير آب و هوا هم مانند جنگ هسته‌اي مي‌تواند باعث ازهم گسيختگي زنجيره وسيعي از نظام‌هاي انساني و طبيعي شود. وقتي هوا به سرعت گرم شود، تمام كارها از جمله كارهاي آبياري، طرح‌هاي اسكان و توليد مواد غذايي به شكل مصيبت‌باري صدمه خواهد ديد.

عوامل موثر در گرم شدن كره زمين
در واقع، گرم شدن كره زمين عبارت از «روزي است كه در طي آن ميانگين دماي هواي نزديك سطح زمين، در اثر فعاليت‌هاي انساني و يا به طور طبيعي افزايش مي‌يابد.» تشعشعات خورشيدي كه به زمين مي‌رسند، از طول موج‌هاي مختلفي تشكيل يافته و هر دامنه‌اي از طول موجها يك مقدار مشخصي از حرارت را به زمين منتقل مي‌نمايند.

ميزان گرم شدن هواي نزديك سطح زمين در اثر تابش تشعشعات خورشيد تحت تاثير ۴ عامل اصلي زير تعيين مي‌گردد:
۱٫ ميزان تشعشعات خورشيدي كه زمين از خورشيد دريافت مي‌كند.

۲٫ ميزان تشعشعاتي كه از زمين به فضا بازتابش مي‌شود.
۳٫ حبس و نگهداري حرارت بوسيله جو زمين.
۴٫ تبخير و تراكم بخار آب در جو زمين.

نوري كه از خورشيد به زمين مي‌رسد، باعث گرم شدن كره زمين و جو آن مي‌گردد. نظام جوي زمين به گونه‌اي است كه مقدار زيادي از تشعشعات خورشيدي وارد شده به زمين به صورت امواج با طول موج بلند، مجدداً به فضا بازتابش مي‌شود. بخار آب موجود در جو زمين به همراه گازهايي نظي دي‌اكسيدكربن و متان باعث گرم شدن جو زمين مي‌گردند، زيرا اين گارها امواج حرارتي بازتابش شده از سطح زمين را جذب نموده و مجدداً در محيط اطراف پخش مي‌نمايد.
به دام افتادن و حبس حرارت در جو زمين توسط اين گازها تا حدودي شبيه به حبس گرما در يك گلخانه مي‌باشد. از اين رو چنين پديده‌اي به نام اثر گلخانه‌اي شناخته مي‌شود.

اثر گلخانه‌اي
احتمالات زيادي براي مشكلي به نام (اثر گلخانه‌اي) وجود دارد. اين پديده مستلزم افزايش غلظت كربن دي اكسيد (CO2) در اتمسفر مي‌باشد. افزايش كربن دي‌اكسيد در اثر فعاليت‌هاي انساني موجب تغييرات آب و هوايي مي‌شود. به عبارتي درجه حرارت سطح زمين را تحت اثر قرار مي‌دهد. كربن دي‌اكسيد يك آلوده‌كننده هوا به شمار نمي‌آيد، زيرا CO2 به طور طبيعي از اجزاء تشكيل دهنده هوا مي‌باشد.

كربن دي‌اكسيد در اثر فعاليت گياهان و جانوران وارد اتمسفر مي‌گردد. در اين چرخه كربن، گياهان به وسيله عمل فتوسنتز از انرژي نوراني استفاده نموده و CO2 هوا را با آب واكنش داده، توليد كربوهيدارت و اكسيژن مي‌نمايند. كربوهيدرات‌ها تركيبات پيچيده‌اي از كربن، هيدروژن و اكسيژن، نظير ساكاروز (شكر خوراكي)، نشاسته و سلولز مي‌باشد. كربوهيدراتها در گياهان ذخيره شده و اكسيژن در اتمسفر آزاد مي‌گردد. گياهان بوسيله تجزيه طبيعي، سوختن و يا مصرف توسط جانوران، اكسيده؛ اكسيژن از هوا جذب و CO2 به اتمسفر بازمي‌گرداند.
كربوهيدرات + O2 → CO2 + H2O
اين توضيحات نشان‌دهنده چرخه كربن در طبيعت است كه در صورتي كه توسط فعاليت‌هاي انسان به هم نخورده، باعث ثابت ماندن مقدار CO2 در اتمسفر مي‌شود.
انسان با قطع درختان با عث كاهش گياهان و با سوزاندن سوخت‌هاي فسيلي و همچنين با تبديل سنگ آهك به سيمان، موجب به هم زدن چرخه كربن مي‌شود كه اين فعاليت، اول موجب كاهش تواناي طبيعت در از بين بردن CO2 مي‌شود و موارد بعدي، مقدار CO2 را در اتمسفر افزايش مي‌دهد. يادآوري مي‌شود كه در اثر سوختن مواد كربن‌دار، CO2 ايجاد مي‌شود.
تغييرات دوره‌اي در اثر كاهش ساليانه CO2 از طريق فتوسنتز در طي فصول به وجود مي‌آيد. اثر گلخانه‌اي، نتيجه تاثير متقابل بين افزايش مقدار CO2 اتمسفر و تشعشعاتي كه زمين را ترك مي‌كنند، مي‌باشد، بيشتر تشعشعات خورشيدي تابيده شده، شامل بسياري از طول موج‌ها، به سطح زمين نمي‌رسند.
ازون در لايه استراتوسفر، بيشتر نور فرابنفش (با طول موج‌هاي كوتاهتر از مرئي) را عبور، و بخار آب اتمسفري، CO2 و نيز مقدار زيادي از نور مادون قرمز (طول موج‌هاي بلندتر از مرئي) تابيده شده را، كه ما به صورت گرما بر روي پوست خود احساس مي‌كنيم، جذب مي‌كند. بنابراين، بيشترين مقدار نورهايي كه به سطح زمين مي‌رسند، دوباره به فضا منعكس مي‌شود. بيشتر ۳/۲ باقيمانده، توسط موادي مثل صخره‌ها، سيمان و غيره جذب مي‌شود. اين نور جذب شده به شكل تشعشعات مادون قرمز با طول موج بلند يا گرما (وقتي كه زمين سرد مي‌شود) منتشر مي‌شود.
نور با اين طول موج‌هاي بلند توسط CO2 اتمسفر جذب و موجب گرم‌شدن و آزادشدن گرما و در نتيجه افزايش دماي اتمسفر مي‌گردد. CO2 به طور موثر به عنوان يك صافي يك طرفه عمل مي‌كند، به نور مرئي اجازه ورود از يك جهت، اما از عبور نورهايي با طول موج بلند در جهت مخالف جلوگيري مي‌نمايد.
بخار آب اتمسفري نيز به عنوان يك صافي مشابه CO2 عمل مي‌كند، اما غلظت آب به طور قابل ملاحظه‌اي در اثر فعاليت انسان تغيير نمي‌نمايد. بنابراين سهم آن در دماي اتمسفر ثابت مي‌ماند.
به طور صافي عمل نمودن يك طرفه CO2، منجر به افزايش دماي اتمسفر و زمين مي‌شود و اين به علت اثر گلخانه‌اي است. زماني تصور مي‌شد كه دماي زياد درون گلخانه در اثر صافي عمل نمودن يك طرفه شيشه است، اما امروزه دريافته‌اند كه درون يك گلخانه، عامل اصلي جلوگيري از سردشدن، همان همرفتي (انتقال جريان هوا به طرف بالا يا پايين در اثر حرارت) است.
محاسبات اخير تاثيرات همرفت، رطوبت و ابري بودن، احتمال افزايش حدوداً ۰/۸-۲/۹oc را براي دو برابرشدن CO2 فراهم مي‌كنند. دانستن اين موضوع مهم است كه اثر گلخانه‌اي پديده‌اي كاملاً طبيعي بوده و ميليون‌ها سال است كه در جو زمين اتفاق مي‌افتد.

اين پديده نقش حياتي را در تعادل كره زمين به عهده دارد و بطوري كه در اثر اين پديده، ميانگين دماي كره زمين برابر ۱۵oc و در صورت فقدان گاز دي‌اكسيدكربن به عنوان عامل اصلي اثر گلخانه‌اي، ميانگين دماي سطح كره زمين به -۱۸oc كاهش مي‌يافت. بخار آب، دي‌اكسيدكربن، متان، اكسيدهاي نيتروژن، كلروفلوئوروكربن‌ها و ازن گازهايي هستند كه امواج حرارتي برگشتي از سطح زمين را كه داراي طول موج بلند حرارتي مي‌باشند، جذب كرده و مجدداً آن را به محيط پس مي‌دهند.
جدول زير افزايش ساليانه گازهاي گلخانه‌اي را در سالهاي اخير و سهم نسبي آنها را (درصد) در اثر گلخانه‌اي ناشي از فعاليت‌هاي انسان نشان مي‌دهد.

نام گاز سهم نسبي (درصد) نرخ رشد سالانه (درصد)
كلروفلوروكربن‌ها (CFCs) 25-15 5
متان (CH4) 20-12 1
ازن (O3) «تروپوسفد» ۸ ۵/۰
اكسيد نيتروژن (N2o) 5 2/0
مجموع ۵۰-۴۰ —
دي اكسيد كربن (CO2) 60-50 5/0-3/0

گازهاي گلخانه‌اي و توليد و انتشار آن به جو زمين
دي اكسيد كربن (CO2)
گاز دي اكسيد كربن بيشترين توجه را در ارتباط با افزايش ميانگين دماي كره زمين به خود جلب كرده است.

دي‌اكسيد كربن و نقش آن در اثر گلخانه‌اي
۵۰-۶۰% اثر گلخانه‌اي ناشي از فعاليت‌هاي انساني به اين گاز مربوط مي‌شود. به منظور ارزيابي تغييرات اخير اين گاز در اتمسفر زمين، نياز به داشتن اطلاعاتي از حيات گذشته زمين الزامي است. مطالعه حباب‌هاي هواي حبس شده در كريستال‌هاي يخي قطب جنوب نشان مي‌دهد كه غلظت دي‌اكسيد كربن موجود در جو زمين، از حدود ۱۶۰۰۰۰ سال قبل از انقلاب صنعتي، تقريباً از ۲۰۰ تا ۳۰۰ قسمت در ميليون در تغيير بوده است. بيشترين غلظت دي‌اكسيدكربن در جو زمين غير از زمان حاضر در فاصله بين دو يخبندان، يعني حدود ۱۲۵ هزارسال پيش حادث شده است. نوسانات غلظت دي‌اكسيدكربن در جو زمين در ادوار گذشته زمين‌شناسي كه نمونه‌هايي از حباب‌هاي هواي حبس شده در عمق ۲۰۳۸ متري يخ‌هاي قطبي در ايستگاه تحقيقاتي Vostoc قطب جنوب برداشته شده است.

نوسانات غلظت دي‌اكسيد كربن در جو زمين

در سال ۱۹۵۸ ايستگاه تحقيقاتي و اندازه‌گيري ماونالوآ در هاوايي شروع بكار نمود و در همان سال، غلظت دي‌اكسيدكربن در جو زمين توسط اين ايستگاه ۳۱۵ قسمت در ميليون تعيين گرديد. در حال حاضر، غلظت دي‌اكسيدكربن در جو زمين بيش از ۳۵۰ قسمت در ميليون مي‌باشد كه نشان‌دهنده افزايش ۱۰درصدي غلظت اين گاز در عرض ۴۰ سال گذشته است. پيش‌بيني مي‌شود كه غلظت دي‌اكسيدكربن در جو تا سال ۲۰۵۰ ميلادي به ۴۵۰ ميليون قسمت در ميليون افزايش يابد كه معادل ۵/۱برابر غلظت اين گاز در پيش از انقلاب صنعتي خواهد بود.

همبستگي مستقيم بين توليد و انتشار دي‌اكسيدكربن و افزايش غلظت آن در جو مشاهده مي‌شود. جالب توجه است كه ميزان افزايش ساليانه انتشار دي‌اكسيدكربن بعد از انقلاب صنعتي تقريباً ۳/۴% است كه ناشي از سوزاندن سوخت‌هاي فسيلي، جنگل‌زدايي و ساير فعاليت‌هاي انساني مي‌باشد كه معادل ۸ برابر ميزان افزايش ساليانه غلظت دي‌اكسيدكربن (۵/۰%) در جو است.
با اين توضيحات مي‌توان اذعان داشت كه اگر تمام دي‌اكسيدكربن توليد شده در اثر فعاليت‌هاي انساني در جو باقي مي‌ماند، غلظت اين گاز در جو خيلي بيشتر از مقداري بود كه امروزه شاهد آن هستيم. بنابراين بايستي چنين فرض كرد كه در خشكي‌ها و درياها، عوامل ناشناخته‌اي وجود دارند كه با جذب دي‌اكسيدكربن از جو مانع افزايش بي‌رويه اين گاز در جو مي‌گردند. با اين حال جذب و مصرف دي‌اكسيدكربن از جو زمين نسبتاً كمتر از ميزان ورود آن به جو مي‌باشد و ادامه چنين روندي سهم دي‌اكسيدكربن را در افزايش دماي كره زمين از طريق اثر گلخانه‌اي بيشتر خواهد كرد.

تاثير افزايش دي‌اكسيدكربن در كشاورزي
• تاثير بر روي فتوسنتز
دي‌اكسيد كردن براي فتوسنتز حياتي‌ است و شواهدي وجود دارد كه نشان مي‌دهد افزايش غلظت CO2 باعث افزايش سرعت رشد گياه مي‌شود. البته در شرايط مناسب رشد با وجود نور، حرارت، مواد غذايي و رطوبت كافي، توليد مواد آلي افزايش مي‌يابد. البته اختلافات عمده‌اي بين مكانيزم‌هاي فتوسنتزي گياهان مختلف وجود دارد كه اين امر باعث تفاوت واكنش نسبت به CO2 مي‌شود.
گونه‌هايي كه مسير فتوسنتزي C3 دارند (مثل گندم، برنج و سويا) نسبه به افزايش CO2 واكنش بيشتري نشان مي‌دهند، زيرا افزايش CO2 باعث كاهش سرعت نوري در آنها مي‌شود. البته گياهان C4 (مثل سورگوم، نيشكر و ارزن)، واكنش كمتري نسبت به افزايش غلظت CO2 نشان مي‌دهند.
از آنجاييكه اين گياهان از گياهان زراعي منطقه حاره بوده و به طور وسيع در آفريقا رشد مي‌كنند، بنابراين تصور مي‌شود كه ضريب افزايش CO2 براي مناطق كشاورزي معتدله و حاره‌اي مرطوب بيشتر از مناطق حاره‌اي نيمه‌خشك باشد. بنابراين ديگر اثر تغيير اقليم بر كشاورزي برخي مناطق حاره‌اي نيمه‌خشك منفي باشد، ممكن است اين اثر سوء بوسيله اثرات مثبت افزايش CO2 جبران نشود. همانطور كه ممكن است در ساير مناطق نيز چنين وضعيتي پيش آيد.
به طور كلي بايد توجه داشت كه اگرچه گياهان C4 تنها در حدود ۲۰% از توليد غذاي جهان را به خود اختصاص مي‌دهند، ولي ذرت به تنهايي ۱۴% كل توليد و در حدود ۷۵% كل تجارت دانه‌هاي خوراكي را به خود اختصاص داده است. ذرت، غله مهمي است كه براي جبران سوء تغذيه مناطقي كه احتمال قحطي در آنها وجود دارد، استفاده مي‌شود و هرگونه كاهش عملكرد و در آن مقدار غذا در اين مناطق را تحت تاثير قرار مي‌دهند.

نمودار اثرات غلظت CO2 در گياهان C4, C3
14 گونه از مضرترين علف‌هاي هرز خشكي، گياهان C4 هستند كه با گياهان C3 رقابت مي‌كنند. تفاوت گياهان از نظر واكنش به افزايش CO2 ممكن است قدرت رقابت چنين علف‌هاي هرزي را كاهش دهد. در عوض، علف‌هاي هرز C3 موجود در گياهان زراعي C4، خصوصاً در مناطق حاره، مي‌توانند مشكلات بيشتري را به بار آورند، هرچند كه نتيجه نهايي، بستگي به واكنش نسبي گياه زراعي و علف‌هاي هرز نسبت به تغيير اقليم دارد.

تعدادي از علف‌هاي چمني مرتعي و جنگلي جهان، C4 هستند كه مهمترين علف‌هاي مناطق گرمسيري و نيمه‌گرمسيري و نيز مناطق آسياي مركزي و آمريكاي شمالي را شامل مي‌شوند. بنابراين بعيد به نظر مي‌رسد كه افزايش CO2 براي مراتع عمده جهان منفعت چنداني دربر داشته باشد. البته اين امر بيشتر به اثرات موازي تغيير اقليم بر عملكرد بالقوه اين گياهان بستگي دارد.

در مطالعات انجام شده در محيط‌هاي تحت كنترل كه درجه حرارت، مواد غذاي ورطوبت در حد مطلوب بوده‌اند، با دوبرابر كردن غلظت CO2 هوا، عملكرد غلات C3 مانند گندم، جو، برنج و آفتابگردان به طور متوسط، ۳۶% افزايش يافته است. در خصوص اثر افزايش CO2بر تغييرات احتمالي در كيفيت عملكرد، احتمالاً مقدار ازت گياهان كاهش يافته و برعكس، مقدار كربن افزايش خواهد يافت. اين امر منجر به كاهش ميزان پروتئين و نيز كاهش ارزش مواد غذايي گياهان براي انسان و حيوانات اهلي خواهد شد.
• اثر ضدتعرقي CO2 (بهبود كارايي مصرف آب)

آنچه اهميت دارد، اثر افزايش CO2 بر بسته شدن روزنه‌هاست. اين وضعيت باعث كاهش نياز آبي گياه از طريق كاهش تعرق (در واحد سطح برگ) و بهبود آنچه كه اصطلاحاً كارايي مصرف آب گفته مي‌شود (نسبت بيوماس گياه زراعي به آب مصرف شده در اثر تبخير و تعرق) خواهد شد.

دوبرابر شدن غلظت CO2 هوا، باعث مي‌شود كه اندازه روزنه گياهان C3 و C4، حدود ۴۰%؛ كاهش يابد و در نتيجه تعرق در حدود ۲۳-۴۶% كمتر مي‌شود. اين امر مي‌تواند در محيط‌هايي مانند مناطق خشك، كه رطوبت عامل محدودكننده رشد است، براي گياه مضر باشد. البته اين اثر ابهاماتي را به دنبال دارد، به عنوان مثال در اثر افزايش CO2، سطح برگ گياه بايد چقدر افزايش يابد تا بتواند كاهش تعرق به ازاي واحد سطح برگ را جبران كند.

بنابراين علي‌رغم وجود شواهدي كه همگي حاكي از آن هستند كه افزايش CO2 كاملاً مفيد بوده است، اثرات سوئي كه به طور غيرمستقيم با افزايش CO2 ايجاد مي‌شوند نيز با اثر ساير عوامل تعديل مي‌شوند و هنوز نمي‌توان نظر قطعي در مورد اثرات مثبت يا منفي افزايش غلظت CO2 بيان داشت.

متان (CH4)
تا سال ۱۹۹۱، غلظت گاز متان در جو زمين، به ميزان تقريبي ۱% در سال روند رو به تزايدي داشت، ولي به دلايل ناشناخته‌اي، افزايش ساليانه انتشار اين گاز به جو زمين از سال ۱۹۹۲ متوقف گرديد. به نظر كارشناسان مختلف، كنترل نشت اين گاز در سيستم گاز طبيعي روسيه يكي از دلايل اين توقف مي‌باشد.

بر اساس بررسي‌هاي انجام گرفته، سهم گاز متان در اثر گلخانه‌اي ناشي از فعاليت‌هاي انساني حدود ۲۰-۱۲% مي‌باشد. منابع توليد و مصرف اين گاز نيز مانند دي‌اكسيدكربن هنوز به خوبي مشخص نشده‌اند. فعاليت موريانه‌هاي چوبخوار و فساد مواد آلي در باتلاق‌هاي فقير از اكسيژن عوامل طبيعي و اصلي انتشار گاز متان به جو هستند و توليد ذغال، گاز طبيعي و فعاليت‌هاي كشاورزي (گاوداري و زراعت برنج) از عوامل ناشي از فعاليت‌هاي انساني توليد اين گاز محسوب مي‌شوند.