Fotosynteza jest fundamentalnym procesem biologicznym, który stanowi podstawę życia na naszej planecie. To dzięki niej rośliny, glony i niektóre bakterie są zdolne do przekształcania energii świetlnej w energię chemiczną, niezbędną do budowy własnych tkanek oraz do podtrzymania życia na Ziemi. Proces ten zachodzi w chloroplastach, specjalnych organellach komórkowych zawierających barwnik chlorofil, który absorbuje światło słoneczne. Fotosynteza polega na wykorzystaniu dwutlenku węgla (CO₂) z atmosfery oraz wody (H₂O) pobieranej z gleby, które pod wpływem energii świetlnej ulegają przemianie w związki organiczne, przede wszystkim glukozę (C₆H₁₂O₆). Cały proces dzieli się na dwie fazy: jasną i ciemną. W fazie jasnej energia światła jest przekształcana w chemiczną – w postaci ATP i NADPH. Natomiast w fazie ciemnej, czyli w cyklu Calvina, energia ta jest używana do wiązania cząsteczek dwutlenku węgla i syntezy glukozy. Oprócz cukrów fotosynteza generuje również tlen (O₂), który jest uwalniany do atmosfery i stanowi podstawę oddychania dla większości organizmów żywych. Dzięki fotosyntezie utrzymuje się równowaga gazów atmosferycznych oraz podtrzymywane jest życie na Ziemi.
Znaczenie fotosyntezy dla środowiska i gospodarki jest ogromne i wielowymiarowe. Po pierwsze, fotosynteza jest głównym mechanizmem usuwania dwutlenku węgla z atmosfery, co wpływa na regulację klimatu i przeciwdziała efektowi cieplarnianemu. Rośliny, pochłaniając CO₂, obniżają jego stężenie, które w nadmiarze prowadzi do globalnego ocieplenia. Po drugie, produkty fotosyntezy – przede wszystkim węglowodany – są podstawą łańcucha pokarmowego, stanowiąc źródło energii dla wszystkich organizmów, w tym dla ludzi i zwierząt. W aspekcie gospodarczym fotosynteza determinuje plony rolnicze i zasoby leśne, które są źródłem żywności, surowców i tlenu. Działania człowieka, takie jak wylesianie czy zanieczyszczenie środowiska, mogą zakłócać ten proces, co niesie konsekwencje zarówno dla bioróżnorodności, jak i zdrowia publicznego. W dobie zmian klimatycznych zrozumienie fotosyntezy i jej roli w globalnym obiegu węgla staje się kluczowe dla opracowania strategii ochrony środowiska i zrównoważonego rozwoju.
Pomiar stężenia dwutlenku węgla w atmosferze oraz monitorowanie jego pochłaniania przez rośliny są niezbędne do oceny zmian klimatycznych i zdrowia ekosystemów. Współczesne metody pomiarowe opierają się na technikach spektroskopowych, które umożliwiają bardzo precyzyjne i ciągłe monitorowanie poziomu CO₂. Przykładowym miernikiem stężenia dwutlenku węgla jest LB-852. Urządzenie to jest przeznaczone do wykonywania pomiarów w przemyśle, przy kontrolowaniu mikroklimatu upraw czy w celach bezpieczeństwa. LB-852 charakteryzuje się szerokim zakresem pomiarowym i precyzją. W Polsce pomiary prowadzone są przez instytucje takie jak IMGW-PIB oraz ośrodki naukowe, które także analizują bilans dwutlenku węgla w lasach i rolnictwie. Wyniki tych badań mają ogromne znaczenie w prognozowaniu skutków globalnego ocieplenia, a także w zarządzaniu gospodarką leśną i rolną. Ponadto pomiary CO₂ wykorzystywane są w rolnictwie precyzyjnym, gdzie analiza poziomu gazu pomaga optymalizować nawożenie i podlewanie, zwiększając efektywność upraw oraz ograniczając negatywny wpływ na środowisko. Monitorowanie dwutlenku węgla jest zatem kluczowym narzędziem w walce ze zmianami klimatu oraz w ochronie zasobów naturalnych.