Luftforurening påvirker trævæksten i Sao Paulo

Ud over at forårsage betydelig skade på menneskers sundhed, luftforurening hæmmer også væksten af ​​træer, et af de elementer, der kan dæmpe dette typiske bymiljøproblem.

Forskere ved University of São Paulo (USP) i Brasilien har vist, at atmosfæriske forurenende stoffer begrænser træernes vækst og de økosystemtjenester, som træer leverer, såsom filtrering af forurening ved at absorbere luftbårne metaller i deres bark, assimilere CO ₂ , reducere varmeø-effekten ved at dæmpe solstråling, afbødning af regnvand, og kontrollere fugtigheden.

Undersøgelsens resultater er blevet offentliggjort i tidsskriftet Videnskab om det samlede miljø .

"Vi fandt ud af, at i år, hvor niveauerne af partikler i atmosfæren var højere, for eksempel, træerne voksede mindre. Som resultat, de begyndte senere i deres liv at levere økosystemtjenester, der spiller en vigtig rolle i at reducere byforurening og afbøde eller tilpasse byen til klimaændringer, " sagde Giuliano Maselli Locosselli, en postdoc-forsker ved University of São Paulo's Bioscience Institute (IB-USP) med et stipendium fra FAPESP og førsteforfatter til undersøgelsen.

Brug som model tipuana-træet ( Tipuana tipu ), også kendt som palisander eller tipu, et højt træ med en stor udbredt baldakin og allestedsnærværende i byen, forskerne målte virkningen af ​​luftforurening og vejr på træernes vækst i São Paulo. De analyserede prøver af 41 tipuanaer på 36 år i gennemsnit og placeret i forskellige afstande fra industriområdet Capuava i Mauá, en kommune i hovedstadsområdet. Capuava er et af de mest industrialiserede distrikter i regionen, med olieraffinaderier, cementfabrikker og gødningsfabrikker, samt tung lastbil- og personbiltrafik.

Prøver blev taget fra træernes vækstringe ved hjælp af et instrument kaldet en Pressler inkrement borer, som har en hul boresnegl og er designet til at udtrække en cylindrisk sektion af trævæv fra et levende træ i hele dets radius med relativt mindre skade på planten. Alle prøver blev taget i brysthøjde, cirka 1,3 m fra muldjorden.

Ved at analysere den kemiske sammensætning af barken og størrelsen af ​​vækstringene, forskerne var i stand til at måle variationer i luftforureningsniveauer baseret på de forskellige kemiske elementer, som træerne blev udsat for under deres udvikling, og vurdere, hvordan denne faktor påvirkede træernes vækst.

"Tipuanaen er en fremragende markør, der tydeligt repræsenterer niveauer af luftforurening fra tungmetaller og andre kemiske elementer i byen, " sagde Locosselli.

Metaller og andre kemikalier suspenderet i luften absorberes af bark. Partikler aflejres på blade, at øge deres temperatur og reducere tilførslen af ​​lys til fotosyntese. Vækstringe angiver, hvordan forureningen har påvirket plantens levetid år for år. Tykkere ringe indikerer år med kraftig vækst og lavere niveauer af forurening, mens tyndere ringe angiver det omvendte.

Analyse af vækstringe viste, at disse tipuanaer voksede hurtigere i de varmere dele af Capuava med højere niveauer af fosfor i luften. Fosfor er et kendt makronæringsstof for planter og fungerer som grundlag for deres energiomsætning via fotosyntese og respiration.

På den anden side, træer tæt på trafik og udsat for høje niveauer af aluminium, barium og zink forbundet med slid på autodele (såsom dæk, bremsebelægninger og koblingsplader) viste mindre vækst over tid.

Partikler med en diameter på op til 10 mikrometer (PM10) udsendt af fabrikker og planter reducerede den gennemsnitlige trævækst med hele 37%.

"Træer, der blev udsat direkte for høje niveauer af forurening fra fabrikkerne i området, voksede mindre med hensyn til udvikling af stammens diameter gennem hele deres liv end planter udsat for mellem- og lavniveauer, " sagde Locosselli. "Under normale vækstbetingelser, en tipuanas brysthøjdediameter kan nå 1 meter."

Tidsserier for niveauer af PM10 i Capuava over en 20-årig periode blev opnået fra São Paulo State Environmental Corporation (CETESB) og sammenlignet med resultaterne af bark- og bladanalysen.

Forskerne fandt, at PM10-niveauer tegner sig for 41% af den årlige variation i trævæksthastigheden, med højere niveauer af forurening i de tørreste måneder (april-september), hvilket reducerer vækstraten.

"Diameteren stiger meget hurtigt, når træet vokser normalt, men ændrer sig lidt, når væksthastigheden er langsom, "Locosselli sagde. "Størrelsen af ​​de økosystemtjenester, der leveres af et højt træ, kan være 70 gange større end for et lille træ."

Effekter på træer

Ifølge forfatterne af undersøgelsen, tungmetaller og partikler påvirker træernes vækst ved at ændre bladoverfladernes optiske egenskaber. Som sagt, disse forurenende stoffer hæver temperaturen og reducerer tilgængeligheden af ​​lys til fotosyntese. De kan også reducere gasudveksling på grund af ophobning på bladstomata (porer, der åbner og lukker for at tillade indtagelse af kuldioxid og frigivelse af ilt).

"Vi planlægger at forsøge at finde ud af, om forurening også påvirker disse træers levetid. I betragtning af at forurening begrænser forskellige fysiologiske systemer, hæmmer plantevækst, det gør dem sandsynligvis også mere sårbare over for effekter, der fører til alderdom, " sagde Marcos Buckeridge, en professor i IB-USP og hovedinvestigator for forskningsprojektet.

Byforurening skader sandsynligvis også andre arter i samme familie som tipuana fundet i São Paulo, såsom agerhønstræ ( Caesalpinia pluviosa ) og jerntræ ( C. leiostachya ).

"Foranstaltninger til at reducere luftforurening, såsom at fremme brugen af ​​biobrændstof, elektrificering af transport og udvikling af materialer for at mindske emissioner af tungmetaller, kunne forbedre vedligeholdelsen af ​​disse træer og de økosystemtjenester, de leverer, " sagde Buckeridge.