植物進行光合作用的時候，是吸入二氧化碳CO2，然後把碳C和水H2O固定到植株中，呼出氧氣O2。所以某個程度來說，CO2是植物的食物。更多的CO2，代表植物可以長得更快、更好，是嗎？
根據研究，大致是如此，但是對不同的植物它的影響不同。空氣CO2濃度增加，對生長快速的植物幫助最直接，但是對生長速度較緩和的植物則較不利。
我就想，就以森林演替來看，更高的CO2濃度，可以促使先鋒樹種長得更快更好，但接下來要接手的成熟林樹種，則會長得較慢，那麼森林的演替的速度，就會因此而減緩。
根據研究，空氣中CO2濃度的增加，可以促進穀物的增長。但是問題是，它也會促使雜草的增長，而雜草一向是穀物產量最大的威脅。
對付雜草，近年最有名的農藥是叫做年年春(Roundup)含有塞嘉磷(glyphosate)的廣效型除草劑。
用這種農藥的好處就是省錢、省力，農民不用除草，也不用輪作等方式進行雜草的管理。但缺點是必須購買化學公司有抗藥性的基改種子。而且，塞嘉磷的殘留，可能影響某些蛋白質的合成引發腎臟方面的疾病，並可能會致癌。
有不少國家已經乾脆直接禁用含有塞嘉磷的農藥，台灣在某些作物則容許塞嘉磷微量殘留量，2024/6/16 查詢到的資料有：毛豆、大豆、大漿果類、小麥、小漿果類、玉米、甘蔗類、米類、杏仁、柑桔類等等。
塞嘉磷農藥的噴灑之下，農地上逐漸出現有抗藥性的雜草，不斷增加藥量，也不是長久之計。
而問題是，未來空氣中預估CO2濃度的繼續增加，將進一步促使雜草的成長，那會增加糧食減產的壓力。
以稻米為例，各種雜草造成的減產比例，10%到82%都有。
除了產量，空氣中CO2濃度的增加，會使得人類賴以維生的作物植物所產生的營養的組成產生變化，有些會增加，有些會減少。
米中的維生素B1、B2、B5、B9會大量減少。
蛋白質、鐵、鋅的減少也見於麥和馬鈴薯等等的作物。
好消息是，像大豆、花生這種會自行固氮的作物，蛋白質的含量不會減少。
開花植物的花粉中蛋白質的含量，自1840年代至今(隨著CO2濃度的增加)，已經減少30%。繼續這個趨勢下去，蛋白質的減少，對賴之為生有助授粉的昆蟲，如蜜蜂等，將會有影響。
但是，生態系是如此複雜，CO2濃度的增加，也促使植物產生更多數量的花粉，這對花粉所造成的敏感，花粉熱和過敏的症狀，就會加劇。
在合成藥物取得比較不容易取得的地方，現在還仰賴從大自然的植物中去取得俱有療效的草藥。
植物不像動物可以走動避開危險，植物會利用有毒的化學物質保護自己。這是利用草藥治療的病理依據。
CO2濃度的增加，就像蛋白質及其他營養素含量一樣，有藥效的成份也可能會變化。
以蘋果為例，果肉是甜美可口的，但是蘋果的種子內含有amygdalin(苦杏仁/扁桃苷)，咬碎會降解為hydrogen cyanide(氰化氫)，是有毒的。
又譬如Nightshades（茄屬植物)，含有毒的生物鹼。蕃茄和馬鈴薯都是茄科的植物，大家都知道碰傷的或發芽的馬鈴薯不可以吃，那是因為其中含有更高濃度的茄鹼的緣故。
又譬如cassava(木薯)因為抗旱，是撒哈拉沙漠以南地區重要的救命作物。但是cassava含有cyanide(氰化物)這種神精性毒。cassava必須經過充分曝曬來降解cyanide的毒性才可食用。在非洲地區就曾經因為饑荒，cassava不等到充分曝曬就煮來吃，因此造成了大量的中毒事件呢！
研究發現，CO2濃度的增加，會使稻米的產量增加，但是對cassava而言，每株長出來的食用根則會變少。縱使根的毒性沒有增加，但葉子的毒性會增加，而那在非洲有時候也會煮來吃。
CO2濃度的增加，菸葉中nicotine(尼古丁)濃度含量會降低；Camellia sinensis (茶) 的葉子中的caffeine(咖啡因)含量會降低；咖啡豆中的caffeine(咖啡因)含量也會減少。
這對癮君子或許是好的，但依賴咖啡因提神的人，以及相關的產業，這就不是一個好消息。
Poppy plant(罌粟花)可以提煉出morphine（嗎啡)和codeline(可待因)，隨著CO2濃度的增加，每株罌粟可以產生的morphine（嗎啡)、codeline(可待因)， papaverine(罌粟鹼)、 noscapine(那可汀)等等，都增加了。
大家熟知的Aspirin(阿斯匹靈)，是拜耳的主力產品，早已經為公司賺得滿鉢滿盆。
Aspirin 是將Salicylic acid(水楊酸)，與醋酸酐(acetic anhydride)進行乙醯化(Acetylation)反應，降低pH值而得乙醯水楊酸（Acetylsalicylic acid），這就是Aspirin。
拜耳公司也把morphine煮上幾個小時之後加以乙醯化，變成diacetylmorphine，後來取名為heroin(海洛因)，成為惡名昭張的毒品。
CO2濃度的增加，鎮靜止痛劑或許會便宜一點，但是更容易取得大量低廉原料來製成更多的毒品，那就是潛在更大的社會問題了
美國東南地區深受外來入侵藤本植物kuduz (葛？)所苦。kuduz 會把空氣中的氮固定下來，氮變成ammonia變成nitric oxide(一氧化氮)。它的葉子會散發isoprene (異戊二烯)。問題是在陽光的催化下，nitric oxide(一氧化氮)和isoprene (異戊二烯)會反應而產生ozone(臭氧)。臭氧是超級氧化劑，在地面上的會傷害我們呼吸系統的組織。
而CO2濃度的增加，會促進kuduz 瘋狂增長！那會減少生物的多樣性。
CO2濃度的增加，代表植被的增長，對野火也就是火上加油了。
Lewis H. Ziska 在《Greenhouse plant》這本書中，是這樣言簡意賅地解釋CO2濃度的增高，可能會怎麼改變我們的生態系：
As with any assessment, I am sure to have missed something fundamental about plant biology and CO2 that falls into the good, bad, or OMG category. Yet the bottom line is simple: CO2 will significantly alter all ecosystems on Earth because plants make up those systems. Because when a resource like CO2 increases, you can’t just look at one plant and say, “Wow, this is great!” because not all plants respond equally-and that disparity will alter the composition and vitality of the world’s ecosystems. For the managed systems, like agriculture, weeds appear to be winners and crops losers. For the unmanaged, natural systems like rainforests, vines and select tree species may be the winners, with biodiversity, including the animal species of rainforests, the ultimate losers. CO2-induced changes in plant chemistry also can’t be ignored. Such changes will affect every aspect of our daily lives, from the nutritional quality of our food to plant-based medicines. For ecosystems, changes in the ability of plants to ward off insect predators and the ability of bees to obtain proper nutrition will disrupt nature in ways that have not yet been considered. Altering plants— how they grow and how they function-might seem kinda important. At least one would think so.
依照我的評估，我一定總會忽略了一些植物學的基本原理，而無法明確把相關的影響歸類為「好的」、「壞的」或者是「出乎意料的」項目。但是回到原點的思路是簡單的：CO2會劇烈改變地球的生態系統，因為它們是由植物所組成的。因爲像CO2這種資源的增加，你不能只單看植物而說「哇！這太棒了！」因為並不是所有的植物的反應都是一樣的——它們之間反應的差異會改變世界生態系統的組成和活力。對於人為管理的系統而言，譬如農業，雜草看起來是贏家，而農作物是輸家。對於非人為管理的系統，大自然的系統譬如雨林、藤類和特定的樹種可能是贏家，至於生物的多樣性，包括雨林中動物的物種，是最大的輸家。CO2導致的植物化學不容忽視。這些變化會影響我們日常生活的每一個面向，從所吃食物的營養品質到透過植株取得的草藥。對生態系統的影響，從植物抵禦掠食昆蟲的能力，到蜜蜂是否能能夠取得足夠的營養，這些會干擾大自然到什麼程度，我們都尚未好好研究。不同的植物之間，在這種情形下各別怎麼成長和生存，似乎都蠻重要的。至少我們相信是如此的。
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CO2濃度增加，造成蛋白質及其他營養成份的減少，不只出在供人類食用的作物產出上面，還會直接或間接影響到其他的生物。
Many of us learned about food chains in high school biology. One thing eats another thing, which in turn is eaten by something else. At the bottom of the food chain are plants— the only living things that convert sunlight into chemical energy. And at the next step are the largest consumers of plants: insects. Insects are the linchpin of animal food chains. They are essential food for birds, bats, reptiles, amphibians, and fish, and they are vital to ecosystem function, from pollination to pest control to nutrient recycling.
在高中的生物課我們學到了食物鏈的觀念。一種生物吃另一種生物，然後這個掠食者又被其他生物所獵食。在食物鏈的最低層，就是植物——是唯一把太陽能轉換成化學能的生物。在植物之上，就是植物最大的消費者昆蟲了。昆蟲是動物食物鍵中最關鍵的一環。而昆蟲是鳥類、蝙蝠、爬蟲類、兩棲類、魚類的主食，從授粉、病蟲害控制到營養素的循環使用等等各方面，昆蟲對生態系統都很重要。
Insects outweigh all the fish in the oceans and all the human beings on land. As of the last count, there are about five to ten million species, with more being found almost daily! They interact with plants in a fascinating evolutionary dynamic that words cannot describe, but examples range from pitcher plants imprisoning, ingesting, and digesting insects to orchids that simulate the sexual movements of butterflies with their long, weaving stalks to attract pollinators (who then copulate with the flower).
昆蟲比海中所有的魚類和陸地上所有的人類加起還要更重。依照最近的估計，昆蟲共有5百萬到1千萬種，多到幾乎每天都有新種的發現。它們和植物互動的絕妙演化動態，完全無法用言語來形容，例子舉其犖犖大者，譬如豬籠草，它會釋放毒素、捕捉並消化昆蟲；蘭花，用長長的唇瓣，模仿蝴蝶交合的動作，來吸引授粉者前來(其實那昆蟲是和花「交合」而進行了授粉)。
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近年來，我們不斷聽到昆蟲數量和種類大崩壞的消息，那又是為什麼會發生呢？一則是殺蟲劑的濫用，二則是昆蟲棲地受到嚴重的破壞。
像有些研究所顯示的，在CO2濃度增加之下，植物所產出的蛋白質含量少了30%，加上相關營養素組成的改變，這些對賴之以生存的昆蟲，就代表莫大的威脅。
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Seems far-fetched. Yet Ellen Welti, while a postdoc in the Konza Prairie Long-Term Ecological Research program in Kansas, looked at grasses consumed by grasshoppers and discovered something interesting. The nitrogen and phosphorous concentration of prairie grasses has declined in recent decades, suggesting that a CO2-enriched world could directly contribute to declines in insect herbivores by affecting their nutritional intake.
這些看來似乎是危言聳聽。但是依據Kansas 一項長期針對美國中部Konza prairie (高原草原)的研究顯示，蝗蟲的食草中所含氮和磷的比例，在過去幾十年來已經降低了，顯示一個CO2濃度增高的世界，影響到攝食的營養，直接導致草食性昆蟲數量的減少。
CO2 can stimulate photosynthesis and plant growth. (CO2 is plant food!) But study after study has shown that if temperature and CO2 increase together, there is no stimulation— there may even be a decline in seed yield. This has been observed for legumes, wheat, sorghum, rice, and corn. CO2 may be plant food, but so far the evidence suggests that CO2 exacerbates temperature sensitivity. So at the end of a season with high temperatures and high CO2 , you may have a big leafy plant. But no seeds.
CO2可以刺激光合作用和植物的生長。(CO2是植物的食物嘛！)但是一項又一項的研究顯示，氣溫和CO2的增加是一起發生的，並沒有刺激生長那回事——反而會導致結果率低下的狀況，這在豆類、麥、高粱、稻類和玉米，都觀察到了這種現象。CO2或許是植物的食物，但是截至目前為止的證據顯示，CO2加劇了植物對溫度的敏感度。因此在季末，高溫和高CO2濃度的情況同時存在，你或許可以看枝葉繁茂的高大植株，但是你看不到它結果的種子。
(按：花的授粉對溫度敏感，最佳是低於樹葉溫度的5～10度C。樹葉的氣孔打開，為了吸收1莫耳的CO2，會釋放出1000莫耳的水，透過這個過程，植物也獲得降溫。CO2濃度變高了，葉子的氣孔不必開那麼大就可以吸收到足夠的CO2，那麼相對釋出的水就少了，植物體降不了溫，溫度就昇高了，而這是不利於授粉的。)
結論：
空氣中CO2濃度的增高，是我們自工業革命之後大量持續倚靠的石化燃料所產生的問題。CO2濃度的增高，會造成全球的暖化，但是現在大家比較「在乎」的，反而是全球暖化的問題。
美國的保守派，以「CO2是植物的食物」，空氣中有更多CO2植物可以長得更好為由，認定燃燒石化原料，不見得有害，甚至覺得多多益善。環保人士和自由派人士，好像也不太能反對「CO2是植物的食物」這樣的看法。
作者要提醒我們大家的是，CO2濃度的增高，會對生態系直接造成各種影響，甚至影響到基本食物供給的安全，是一個更迫切的問題。
而對於那些影響，我們現在所知有限，需要更多經費的投入，來做更多的研究，以好擬定未來對應的策略。
*：Lewis H. Ziska, 《Greenhouse plant》，2022，Columbus University Press
2024/6/17 Greenhouse plant Damakey
