一项新的研究表明，大气中二氧化碳水平的升高可能不像之前认为的那样对农作物有益。随着全球气温升高，土壤湿度水平下降。实验室实验表明，这种湿度损失导致的作物损失可以通过二氧化碳水平升高带来的施肥效果来抵消。然而，现在的田间研究表明，二氧化碳的有益效果在真实的农作物生长环境中远没有那么强。
在光合作用过程中，植物将二氧化碳转化为碳水化合物，这是植物构建组织和生长的燃料。基于光合作用过程中发生的化学转化，科学家可以预测在二氧化碳水平升高的环境中，植物会长大多少。在温室和封闭室内的研究中，这个预测是准确的。这些研究导致政府间气候变化专门委员会（IPCC）在2001年得出结论，认为随着全球变暖，作物产量将会增加，世界粮食供应不会立即面临危险。
但是，根据当前一期《科学》杂志上发表的论文，温室和封闭室内的环境会导致温度升高、空气流通不良和湿度滞留，并且不能模仿真实的农作物生长条件。“一家植物育种公司肯定不会根据室内研究来选择品种，因此我们认为我们未来的预测不应该基于这些研究。我们认为它们应该基于严格的田间研究，而这正是 FACE 让我们能够做到的，”伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的共同作者伊丽莎白·安斯沃斯说。
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FACE，即自由空气浓度富集，是一种使研究人员能够在不影响温度或湿度等任何其他变量的情况下控制空气中气体浓度的装置。在 FACE 研究中，二氧化碳从围绕一块农田的不同点释放出来。一个计算机程序不断监测田间的风向、风速和二氧化碳浓度，调整释放气体的位置和数量，以使二氧化碳浓度保持恒定。
研究人员研究了在大气二氧化碳水平预计在未来 50 到 100 年内存在的水平下的 大豆、小麦、水稻、玉米和高粱。他们发现在田间，实际发生的作物产量增加只有预期的一半左右。虽然这些结果对 IPCC 关于世界粮食供应安全的结论产生了怀疑，但研究人员认为存在解决方案。根据安斯沃斯的说法，低作物产量意味着肯定有什么东西限制了植物充分利用额外的二氧化碳。“如果我们能培育出没有这些限制的植物，它们就能更好地应对未来二氧化碳的增加，”安斯沃斯评论道。“这呼吁在该领域进行更多研究。”