光合作用是植物、藻类以及一些特殊细菌利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气的过程。该过程不仅能为其自身生长提供营养，还可以在某些特定的程度上减缓大气中温室气体的积累，从而让我们抵御全球变暖。

  干旱环境对植物的生长有很大的影响，包括根系受损、光合作用受阻、水分收支不平衡以及生长受限等，最终将导致植物的产量下降，对生态系统的稳定性和生物多样性造成威胁。

  中国的沙漠面积超过六十万平方公里，是全球沙漠面积最广的国家之一。在沙漠中种植植物不仅仅可以固沙防风、减少水土流失，还能消耗温室气体，为抵御全球变暖作出巨大贡献。那么怎么来实现在干旱的沙漠种植植物呢？

  2024年5月21日，我国科学家在《自然可持续》（Nature Sustainability）杂志上发表了一篇关于促进植物光合作用的辐射冷却膜的文章，有望解决气候平均状态随时间的变化中“水-粮食-能源”关系问题。

  作者通过建模，确定净辐射能的输入与植物的生长有很大的关系，净辐射能的输入与气温变化速率和水分丢失速率息息相关。基于此，作者制备了三明治结构的光合活性辐射冷却膜(PRCF)。

  PRCF由聚二甲基硅氧烷(PDMS)辐射层、优化后的光子晶体层和聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶层组成，聚二甲基硅氧烷层具有较高的中红外发射率，能轻松实现最大的辐射冷却；光子晶体层可以选择性地透过适合光合作用的光，促进光合作用；聚丙烯酰胺层可以有效的预防起雾，避免水蒸气凝结的遮阳效应。

  为验证光合活性辐射冷却膜的降温和节水效果，作者将其与聚氯乙烯（PVC）薄膜、紫外–近红外（UV–NIR）滤光片覆盖的土壤和没有覆盖的土壤进行了户外温度控制实验。

  实验结果为，PRCF传输的对植物光合作用有效的阳光水平与聚氯乙烯（PVC）薄膜、紫外–近红外（UV–NIR）滤光片两个对照组相似，但是却能大幅度减少其他波长的阳光输入。

  此外，PRCF具有较高的中红外波长的辐射能量输出，有助于减少辐射热负荷。PRCF实验组的最冷气温为35.4℃，比UV-NIR滤光片、PVC膜和无覆盖物情景分别低2.4℃、4.6℃和1.9℃。与紫外–近红外（UV–NIR）滤光片、聚氯乙烯（PVC）薄膜和无覆盖物的对照组相比，PRCF表现出优异的减少水分蒸发的能力。

  PRCF具有被动冷却和减少水分蒸发的能力，有助于改善植物在干旱炎热环境下的生长状况。研究者评估，在全世界内，与不使用薄膜的情况相比，在旱地植物上应用薄膜可将碳汇增加约40%，对减缓气候变暖具有积极作用。

  海水的吸收：海洋是大自然中重要的二氧化碳储存库，海水能够最终靠溶解作用和海洋生物的代谢过程实现二氧化碳的消耗，在调节大气中二氧化碳浓度方面起着重要作用。

  微生物的代谢：细菌和浮游生物等利用二氧化碳作为碳源，通过合成有机物质来固定碳，并减少大气中的二氧化碳浓度。微生物在土壤、水体等环境中广泛存在，对二氧化碳的消耗具备极其重大影响。

  化学转化：通过化学方法，如碳捕获和储存（CCS）技术，可以将二氧化碳从工业排放源中分离出来，并将其储存在地下或其他安全位置。这种办法能够明显降低大气中的二氧化碳浓度，但需要大量的技术投资和政策支持。

  消耗二氧化碳、减少温室气体排放慢慢的变成了应对全球气候变暖过程中刻不容缓的任务。从植物的光合作用到海洋的碳汇，再到微生物的代谢和人为技术的创新应用，我们见证了自然界和人类智慧在应对温室效应上的不懈努力。

  然而，我们一定要认识到，这些努力还远远不足。要真正的完成温室气体的减排目标，需要全社会的共同参与和持续努力。让我们从身边小事做起，节约能源、减少排放、推广可再次生产的能源、倡导低碳生活，共同为地球环境的保护作出贡献。