Ile CO2 mogą wchłonąć rośliny? Naukowcy policzyli to na nowo

Badania opublikowane w "Science Advances" (DOI: 10.1126/sciadv.adh9444) dają promyk nadziei na skuteczną walkę ze zmianami klimatycznymi. Nowe modelowanie sugeruje, że rośliny mogą być w stanie pochłonąć więcej CO2 z atmosfery, niż wcześniej przewidywano. Autorzy badań podkreślają jednak, że nie należy tego rozumieć jako rezygnacji z szybkiej redukcji emisji gazów cieplarnianych.

- Rośliny pochłaniają co roku znaczną ilość dwutlenku węgla, spowalniając w ten sposób szkodliwe skutki zmian klimatycznych, ale nie jest pewne, w jakim stopniu będą kontynuować pobieranie CO2 w przyszłości – powiedział dr Jürgen Knauer z Western Sydney University, który stał na czele zespołu naukowców zaangażowanych w nowe badania. Wynika to z tego, że niektóre zmiany klimatyczne mogą wpłynąć na procesy fizjologiczne regulujące sposób, w jaki rośliny przeprowadzają fotosyntezę.

Grupa Knauera opracowała nowy model do prognozowania klimatu. - Uwzględniliśmy różne aspekty. Wśród nich są chociażby takie, jak efektywnie dwutlenek węgla może przemieszczać się przez wnętrze liścia, jak rośliny dostosowują się do zmian temperatury i jak rośliny najbardziej ekonomicznie rozprowadzają składniki odżywcze w koronie. Są to trzy naprawdę ważne mechanizmy, które wpływają na zdolność rośliny do wchłaniania węgla, choć są one powszechnie ignorowane w większości światowych modeli – stwierdził dr Knauer.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Fotosynteza to proces, od którego uzależnione są – pośrednio lub bezpośrednio - wszystkie organizmy na Ziemi. To w tym procesie produkowane są związki organiczne, które stanowią nasze pożywienie, oraz tlen, którym oddychamy. Ale podczas tego procesu rośliny przekształcają też CO2 w cukry wykorzystywane do wzrostu i metabolizmu. To wiązanie węgla służy też jako naturalny środek łagodzący zmiany klimatyczne poprzez zmniejszenie ilości węgla w atmosferze.

W miarę ocieplania się Ziemi zaobserwowano zwiększone pobieranie CO2 przez roślinność. Jednakże wpływ zmian klimatu na absorpcję węgla przez roślinność może nie trwać wiecznie. Naukowcy nie wiedzą, jak zareagują rośliny na coraz większe stężenie CO2 w powietrzu, wyższą temperaturę i zmiany we wzorcach opadów.

Knauer i jego współpracownicy przedstawili wyniki badania, którego celem była ocena scenariusza klimatycznego, w którym emisje gazów cieplarnianych do atmosfery są nadal wysokie. Uczeni sprawdzili, jak mogą zareagować na taki świat rośliny i jak będzie wyglądała w tym kontekście absorpcja przez nie dwutlenku węgla.

Autorzy przetestowali różne wersje modelu. Najprostsza ignorowała trzy krytyczne mechanizmy fizjologiczne związane z fotosyntezą, o których wspominał dr Knauer. Najbardziej złożona wersja uwzględniała je wszystkie.

Okazało się, że bardziej złożone modele, które uwzględniały obecną wiedzę na temat fizjologii roślin, konsekwentnie przewidywały silniejszy wzrost absorpcji węgla przez roślinność na całym świecie. Uwzględnione procesy wzmacniały się nawzajem tak, że skutki były jeszcze silniejsze, gdy uwzględniono je łącznie.

- Ponieważ większość modeli biosfery lądowej wykorzystywanych do oceny globalnego pochłaniania dwutlenku węgla znajduje się w dolnej części zakresu złożoności i uwzględnia jedynie częściowo te mechanizmy lub całkowicie je ignoruje, prawdopodobne jest, że obecnie nie doceniamy wpływu zmiany klimatu na roślinność, a także jej odporności na zmiany klimatyczne. Często myślimy, że modele klimatyczne dotyczą wyłącznie fizyki, ale biologia odgrywa ogromną rolę i naprawdę musimy to uwzględnić – powiedziała Silvia Caldararu z Trinity College Dublin, współautorka badań.

- Tego rodzaju prognozy mają wpływ na oparte na przyrodzie rozwiązania problemu zmiany klimatu, takie jak chociażby ponowne zalesianie. Nasze ustalenia sugerują, że podejścia te mogą mieć większy wpływ na łagodzenie zmiany klimatu i w dłuższym okresie niż myśleliśmy. Jednak samo sadzenie drzew nie rozwiąże wszystkich naszych problemów. Absolutnie musimy ograniczyć emisje ze wszystkich sektorów – dodała Caldararu.