Tørkekonsekvensundersøgelse viser nye problemer for planter og kuldioxid

Ekstrem tørkes indvirkning på planter vil blive mere dominerende under fremtidige klimaændringer, som bemærket i et papir ude i dag i journalen Natur klimaændringer . Analyse viser, at tørke ikke kun vil blive hyppigere under fremtidige klimaer, men flere af disse begivenheder vil være ekstreme, bidrager til reduktionen af ​​planteproduktion, der er afgørende for menneskers og dyrepopulationer.

"Selvom planter kan, i mange tilfælde, drage fordel af øgede niveauer af kuldioxid, som forudsiges for den fremtidige atmosfære, indvirkningen af ​​alvorlig tørke på ødelæggelsen af ​​disse planter vil være ekstrem, især i Amazonas, Sydafrika, Middelhavet, Australien, og det sydvestlige USA, " sagde hovedstudieforfatter Chonggang Xu fra Los Alamos National Laboratory. Fremtidige tørkehændelser er typisk forbundet med lav luftfugtighed, lav nedbør, høj temperatur, og ændringer i kulstof frigivet fra brandforstyrrelser.

Hyppigheden af ​​ekstrem tørke (defineret ved lavt plantetilgængeligt jordvand) pr. år forventes at stige med en faktor på ~3,8 under et scenarie med høj drivhusgasemission og med en faktor på ~3,1 under et mellemliggende drivhusgasemissionsscenarie i 2075-2099, sammenlignet med den historiske periode 1850-1999.

Tørke er allerede den mest udbredte faktor, der påvirker planteproduktionen via direkte fysiologiske påvirkninger såsom vandbegrænsning og varmestress. Men indirekte kan det også have ødelæggende virkning, gennem øget hyppighed og intensitet af forstyrrelser som brand- og insektudbrud, der frigiver store mængder kulstof tilbage til atmosfæren.

Planter fikserer kuldioxid til et økosystem gennem fotosyntese, og denne proces spiller en nøglerolle i nettokulstofbalancen i den terrestriske biosfære, der bidrog til dens regulering af atmosfærisk kuldioxid. Og selvom højere kuldioxidkoncentrationer i kommende årtier kan være med til at øge planteproduktionen, kombinationen af ​​lav tilgængelighed af jordvand, varmestress, og forstyrrelser i forbindelse med tørke kunne ophæve fordelene ved en sådan befrugtning.

"Fremtidig planteproduktion under forhøjede kuldioxidniveauer er fortsat meget usikker på trods af vores viden om kuldioxidgødskningseffekter på planters produktivitet, " sagde Xu.

Forskerholdet analyserede output fra 13 Earth System Models (ESM'er), og resultaterne viser, at på grund af en dramatisk stigning i hyppigheden af ​​ekstrem tørke, omfanget af globalt gennemsnitlige reduktioner i planteproduktionen vil blive næsten tredoblet i den sidste fjerdedel af dette århundrede i forhold til undersøgelsens historiske periode (1850-1999).

For planter, der lever gennem mild eller moderat tørke, situationen er ikke så alvorlig. Problemet er, at flere af de tørkeperioder, der kommer, vil være de ekstreme. "Vores analyse indikerer en høj risiko for stigende påvirkninger af ekstrem tørke på det globale kulstofkredsløb med atmosfærisk opvarmning, " Xu sagde, "Men samtidig denne tørkerisiko vil potentielt blive afbødet af positive anomalier i planteproduktionen forbundet med gunstige miljøforhold."