Wpływ dwutlenku węgla na wzrost roślin: długoterminowe badanie
Dwutlenek węgla a zmiany klimatu
Złożona nauka stojąca za zmianami klimatu sprowadza się do prostego rachunku: niektóre procesy, takie jak pożary lasów i spalanie paliw kopalnych, uwalniają dwutlenek węgla do atmosfery, podczas gdy inne, takie jak wzrost roślin, pochłaniają go. Zrozumienie, ile dwutlenku węgla rośliny mogą usunąć z powietrza, ma kluczowe znaczenie dla przewidywania przyszłych scenariuszy klimatycznych.
Efekt nawożenia dwutlenkiem węgla i jego ograniczenia
Początkowo naukowcy uważali, że wzrost poziomu dwutlenku węgla doprowadzi do zwiększonego wzrostu roślin ze względu na „efekt nawożenia dwutlenkiem węgla”. Jednak długoterminowy eksperyment przeprowadzony w Cedar Creek Ecosystem Science Reserve w Minnesocie wykazał, że efekt ten może być znacznie słabszy niż oczekiwano.
Rola azotu we wzroście roślin
Eksperyment, który rozpoczął się w 1992 roku, objął 296 eksperymentalnych działek trawiastych, na których naukowcy testowali wpływ różnych poziomów dwutlenku węgla i azotu na wzrost roślin. Stwierdzili, że chociaż dwutlenek węgla początkowo stymulował wzrost roślin, efekt ten był krótkotrwały.
Po dwóch latach wzrost roślin został ograniczony przez dostępność azotu w glebie. Azot jest kluczowym składnikiem odżywczym dla wzrostu roślin i nawet przy wystarczającej ilości dwutlenku węgla rośliny nie mogą się rozwijać bez niego.
Obserwacje długoterminowe i wnioski
Naukowcy Peter Reich i Sarah Hobbie przeanalizowali 13 lat danych z eksperymentu i odkryli, że wzrost roślin na działkach bez dodatkowego azotu stanowił zaledwie połowę wzrostu na działkach z obfitym azotem, pomimo że oba miały podwyższone poziomy dwutlenku węgla.
Badanie to dostarcza mocnych dowodów na poparcie koncepcji wzrostu roślin ograniczonego azotem, która była teoretyzowana od jakiegoś czasu, ale brakowało długoterminowych danych terenowych, aby ją wesprzeć.
Implikacje dla łagodzenia zmian klimatu
Wyniki tego badania mają istotne znaczenie dla naszego zrozumienia strategii łagodzenia zmian klimatu. Jeśli rośliny nie są w stanie pochłonąć tyle dwutlenku węgla, ile wcześniej sądzono, oznacza to, że konieczne może być zbadanie innych metod redukcji emisji gazów cieplarnianych.
Potrzeba dalszych badań
Chociaż badanie to dostarcza cennych informacji na temat złożonej zależności między dwutlenkiem węgla, azotem i wzrostem roślin, konieczne są dalsze badania, aby w pełni zrozumieć implikacje dla globalnego obiegu węgla i zmian klimatu. Długoterminowe badania, takie jak te prowadzone w Cedar Creek, są niezbędne do rozwikłania zawiłych mechanizmów działania ekosystemów naszej planety.