Kuldioxid fodrer planter, men er jordens planter ved at blive fulde?

Planter gør meget arbejde for os, producerer den luft, vi indånder, maden vi spiser, og endda noget af vores medicin. Men når det kommer til at fjerne kuldioxid i atmosfæren, vi har måske overvurderet deres evne.

Fotosyntese fungerer som lungerne på vores planet - planter bruger lys og kuldioxid (CO ₂ ) for at lave de sukkerarter, de har brug for til at vokse, frigiver ilt i processen. Når atmosfærisk CO ₂ koncentrationer stiger, som de har været takket være, at mennesker brænder fossile brændstoffer, man kunne tro, at planter nyder et smørbord med mad til ubegrænset vækst. Men en ny undersøgelse offentliggjort i Videnskab viser, at dette overskud af rigdom ikke er så effektivt som tidligere antaget.

Siden CO ₂ er den vigtigste fødekilde til planter, stigende niveauer af det stimulerer direkte fotosyntetisk hastighed for de fleste planter. Dette boost i fotosyntesen, kendt som "CO ₂ befrugtningseffekt, "øger væksten i mange af jordens plantearter, med de virkninger, der ses tydeligst i afgrøder og unge træer, og mindre i modne skove.

Mængden af ​​CO ₂ brugt til fotosyntese og opbevaret i vegetation og jord er vokset i løbet af de sidste 50 år, og absorberer nu mindst en fjerdedel af menneskelige emissioner i et gennemsnitligt år. Vi har antaget, at denne fordel fortsat vil stige som CO ₂ koncentrationer stiger, men data indsamlet over en 33-årig periode viser os, at det måske ikke er sandt.

Befrugtningen er i tilbagegang

Estimering af størrelsen af ​​det globale CO ₂ -gødningseffekt præcist er ingen let opgave. Vi er nødt til at forstå, hvad der begrænser fotosyntesen fra en region til en anden, og i alle skalaer fra molekyler i et blad til hele økosystemer.

Det store forskerhold bag det nye Videnskab undersøgelse brugte en kombination af data fra satellitter og observationer på jorden og modeller af kulstofcyklussen. Ved hjælp af denne kraftfulde værktøjskasse, de fandt ud af, at befrugtningseffekten faldt over store dele af kloden fra 1982 til 2015 - en tendens, der korrelerer godt med observerede ændringer i næringsstofkoncentrationer og tilgængeligt jordvand.

På mange måder, Kombinationen af ​​disse forskellige værktøjer hjælper med at tegne et mere komplet billede af, hvordan verdens økosystemer fotosyntetiserer. Forskerne brugte en samling af langsigtede målinger fra fluxtårne ​​som den på billedet nedenfor, der løbende overvåger CO ₂ og vand, der bruges af planter og er spredt over jordens biomer og giver det bedste middel til at måle fotosyntese i økosystemskalaen.

Flux -tårne ​​er begrænsede i deres måleområde (1 km eller deromkring) - men de data, disse tårne ​​indsamler, hjælper med at verificere satellitestimaterne af, hvor meget fotosyntesen foregår. Med satellitter og flux -tårne ​​nu med rekorder siden 1990'erne (og tidligere i nogle tilfælde), forskere er i stand til at vurdere langsigtede tendenser i global fotosyntese. Disse kan derefter sammenlignes med "modeller"-de computerbaserede simuleringer, der forudsiger interaktion mellem planter og miljø-som forskerne gjorde i denne nylige undersøgelse.

Hvad mangler modellerne måske?

Forskere i den seneste undersøgelse fandt ud af, at faldet i CO ₂ befrugtning var relateret til tilgængeligheden af ​​næringsstoffer og vand, som computersimuleringerne muligvis ikke står korrekt for. Vi ved, at næringsstoffer som nitrogen og fosfor er faldende) i nogle områder - hvilket der muligvis ikke er noget om. Planter kan også akklimatisere sig, eller ændre hvordan de vokser, når miljøet ændrer sig.

Ligesom vi kan bruge mindre på dagligvarer, når der er rigeligt med mad, planter investerer mindre nitrogen i fotosyntese, når de dyrkes ved højt CO ₂ . Når dette sker, CO ₂ befrugtning er mindre effektiv end før. Fordi nogle planter har en stærkere respons end andre, svaret kan være svært at redegøre for i computersimuleringer.

I mange år, nogle mennesker har antaget, at kulstofgødskning vil afbøde klimaforandringer ved at bremse den hastighed, hvormed CO ₂ stiger i atmosfæren. Selvom effekten er indbygget i de modeller, der bruges til at forudsige fremtidige klimaer, argumentet er blevet vidt misforstået af dem, der mener, at verden overreagerer på klimaændringer.

Men hvis det nye studie er rigtigt, og vi har faktisk overvurderet mængden af ​​kulstof, som planter vil trække fra atmosfæren i fremtiden, selv vores mest forsigtige klimaprognoser har sandsynligvis været optimistiske.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.