Stigende kuldioxid gør verdens planter mere vandkloge

Landplanter absorberer 17 % mere kuldioxid fra atmosfæren nu end for 30 år siden, viser vores forskning offentliggjort i dag. Lige så ekstraordinært, vores undersøgelse viser også, at vegetationen næsten ikke bruger noget ekstra vand til at gøre det, tyder på, at globale forandringer får verdens planter til at vokse på en mere vandeffektiv måde.

Vand er den mest værdifulde ressource, der er nødvendig for, at planter kan vokse, og vores forskning tyder på, at vegetationen er ved at blive meget bedre til at bruge den i en verden, hvor CO₂-niveauet fortsætter med at stige.

Forholdet mellem kulstofoptagelse og vandtab i økosystemer er, hvad vi kalder "vandforbrugseffektivitet", og det er en af ​​de vigtigste variabler, når man studerer disse økosystemer.

Vores bekræftelse af en global trend med øget vandforbrugseffektivitet er en sjælden god nyhed, når det kommer til konsekvenserne af globale miljøændringer. Det vil styrke planters vitale rolle som globale kulstofdræn, forbedre fødevareproduktionen, og kan øge tilgængeligheden af ​​vand for samfundets og naturens velfærd.

Alligevel vil mere effektiv brug af vand fra verdens anlæg ikke løse vores nuværende eller fremtidige problemer med vandknaphed.

Øger kulstofoptagelsen

Planter, der vokser under nutidens højere CO₂-forhold, kan optage mere kulstof – den såkaldte CO₂-gødningseffekt. Dette er hovedårsagen til, at den terrestriske biosfære har optaget 17 % mere kulstof over de sidste 30 år.

Den øgede kulstofoptagelse er i overensstemmelse med den globale grønne trend observeret af satellitter, og den voksende globale kulstofsænkning på land, som fjerner omkring en tredjedel af alle CO₂-emissioner genereret af menneskelige aktiviteter.

En øget kulstofoptagelse har typisk en omkostning. For at lukke CO₂ ind, planter skal åbne porer kaldet stomata i deres blade, hvilket igen tillader vandet at snige sig ud. Planter skal derfor finde en balance mellem at optage kulstof for at bygge nye blade, stængler og rødder, samtidig med at vandtabet minimeres i processen. Dette har ført til sofistikerede tilpasninger, der har gjort det muligt for mange plantearter at erobre en række tørre miljøer.

En sådan tilpasning er at lukke stomata lidt for at tillade CO₂ at komme ind med mindre vand ud. Under stigende atmosfærisk CO₂, det overordnede resultat er, at CO₂-optagelsen stiger, mens vandforbruget ikke gør det. Det er præcis, hvad vi har fundet på globalt plan i vores nye undersøgelse. Faktisk, vi fandt ud af, at stigende CO₂-niveauer får verdens planter til at blive mere vandkloge, næsten overalt, uanset om det er på tørre eller våde steder.

Vækst hotspots

Vi brugte en kombination af plot-skala vandflux og atmosfæriske målinger, og satellitobservationer af bladegenskaber, at udvikle og teste en ny model for vandforbrugseffektivitet. Modellen gør det muligt for os at skalere op fra effektiviteten af ​​brugen af ​​bladvand overalt i verden til hele kloden.

Vi fandt ud af, at over hele kloden, boreale og tropiske skove er særligt gode til at øge økosystemets vandforbrugseffektivitet og optagelse af CO₂. Det skyldes i høj grad CO₂-gødningseffekten og stigningen i den samlede mængde bladoverfladeareal.

Vigtigt, begge typer skove er afgørende for at begrænse stigningen i atmosfæriske CO₂-niveauer. Intakt tropisk skov fjerner mere atmosfærisk CO₂ end nogen anden type skov, og de boreale skove i planetens nordligeste rummer store mængder kulstof, især i deres organiske jord.

I mellemtiden for de halvtørre økosystemer i verden, øgede vandbesparelser er en stor ting. Vi fandt ud af, at australske økosystemer, for eksempel, øger deres kulstofoptagelse, især på de nordlige savanner. Denne tendens har måske ikke været mulig uden en stigning i økosystemets vandforbrugseffektivitet.

Tidligere undersøgelser har også vist, hvordan øget vandeffektivitet gør semi-tørre områder grønnere og kan have bidraget til en stigning i kulstoffangst i semi-tørre økosystemer i Australien, Afrika og Sydamerika.

Det er ikke alle gode nyheder

Disse tendenser vil stort set have positive resultater for planterne og de dyr (og mennesker), der spiser dem. Træproduktion, bioenergi og afgrødevækst er (og vil være) mindre vandkrævende under klimaændringer, end de ville være uden øget effektivitet i vegetationens vandforbrug.

Men på trods af disse tendenser, vandknaphed vil ikke desto mindre fortsætte med at begrænse kulstofdræn, fødevareproduktion og socioøkonomisk udvikling.

Nogle undersøgelser har antydet, at vandbesparelserne også kan føre til øget afstrømning og derfor overskydende vandtilgængelighed. For det tørre Australien, imidlertid, mere end halvdelen (64%) af nedbøren, der vender tilbage til atmosfæren, går ikke gennem vegetation, men gennem direkte jordfordampning. Dette reducerer den potentielle fordel ved øget effektivitet i brugen af ​​vegetationsvand og muligheden for, at mere vand strømmer til floder og reservoirer. Faktisk, en nylig undersøgelse viser, at mens semi-tørre regioner i Australien grønnes, de indtager også mere vand, hvilket får flodstrømmene til at falde med 24-28%.

Vores forskning bekræfter, at planter over hele verden sandsynligvis vil drage fordel af disse øgede vandbesparelser. Imidlertid, Spørgsmålet om, hvorvidt dette vil oversætte til mere vandtilgængelighed til bevarelse eller til konsum, er meget mindre klart, og vil sandsynligvis variere meget fra region til region.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.