På trods af mindre ozonforurening, ikke alle planter gavner

Træk vejret let:Koncentrationerne af ozon i luften er faldet over store dele af landet i de seneste årtier.

Men ikke for let.

Politikker og nye teknologier har reduceret emissioner af forløbergasser, der fører til ozon-luftforurening, men på trods af disse forbedringer, mængden af ​​ozon, som planter optager, har ikke fulgt samme tendens, ifølge forskere fra Florida State University. Deres resultater er offentliggjort i tidsskriftet Elementa:Videnskab om antropocæn .

"Tidligere undersøgelser af planteskader fra ozon har været alt for optimistiske med hensyn til, hvad den forbedrede ozonluftkvalitet betyder for vegetationens sundhed, " sagde Christopher Holmes, Werner A. og Shirley B. Baum assisterende professor i meteorologi ved Department of Earth, Ocean, og Atmosfærisk Videnskab.

Ozon er en gas, der består af tre iltmolekyler. I de øverste niveauer af atmosfæren, det er nyttigt for livet på Jorden, fordi det forhindrer for meget ultraviolet stråling i at nå planetens overflade. Men når det er fundet i jordhøjde, ozon er et forurenende stof, der kan skade lungerne. Det er også giftigt for planter, og nutidens niveauer af forurening har reduceret det globale kornudbytte med op til 15 procent, resulterer i globale tab af sojabønner, hvede, ris og majs til en værdi af 10-25 milliarder dollars årligt.

De faldende niveauer af ozonforurening er gode nyheder for menneskers sundhed, men FSU-forskere ville vide, om planter også kunne se fordele. For at besvare dette spørgsmål, Allison Ronan, en tidligere kandidatstuderende, og Jason Ducker, en postdoc ved FSU, arbejdet sammen med Holmes og en anden forsker for at spore mængden af ​​ozonplanter, der suges op gennem porerne på deres blade over 10 år på mere end 30 teststeder. De sammenlignede disse tendenser med målinger af atmosfærisk ozon.

Som de forventede, ozonkoncentrationerne i luften faldt på de fleste af deres undersøgelsessteder, men, overraskende, ozonoptagelsen i planter på lokaliteterne faldt ikke nødvendigvis samtidig. Faktisk, på mange steder, atmosfæriske ozonkoncentrationer faldt, mens ozonoptagelsen i planter steg.

De forskellige tendenser sker, fordi planter kan åbne og lukke stomata-porerne på deres blade som reaktion på vejret, især lys, temperatur, fugtighed, tørke og andre miljøforhold. Hvis stomata lukker, planterne holder op med at optage ozon, uanset koncentrationen i den omgivende luft. Det betyder, at ozonoptagelsen i blade ikke nøjagtigt sporer mængden af ​​ozon i luften. FSU-forskerne fandt ud af, at disse miljøfaktorer har mere indflydelse på den ozondosis, planterne modtager, end mængden af ​​ozon i atmosfæren.

"Vi ved, at vejret og vækstbetingelserne varierer meget fra år til år, og at variabilitet i vejret viser sig at være vigtigere for at drive tendenserne og variabiliteten i ozonoptagelse i planter end koncentrationerne i den omgivende luft, " sagde Holmes. "Med faldende ozonkoncentrationer, vi bevæger os i den rigtige retning, men fordelene for afgrøder og vegetation er måske ikke synlige, før luftkvalitetsforbedringerne har varet ved længere."

FSU-teamet identificerede de forskellige tendenser ved at bruge et datasæt udviklet af Holmes' forskningsgruppe. Datasættet, kaldet SynFlux, fusionerer målinger fra luftkvalitetsnetværk med data fra feltsteder, der overvåger energistrømme mellem vegetation og atmosfæren. Det gjorde det muligt for holdet at studere tendenser til ozonoptagelse på mange flere steder, end det tidligere har været muligt.

Fremtidige undersøgelser af planteskader og medfølgende økonomiske tab skal undgå primært at stole på mål for ozonkoncentration i atmosfæren og i stedet se på ozonoptagelse. sagde forskere.

"Med SynFlux-datasættet, som vi har udviklet, we've now got the information to do that on a large scale at many sites across multiple continents, " Holmes said. "We're just scratching the surface of what we can learn about air pollution impacts on vegetation using this tool."