Tykkere blade tropiske planter kan blomstre under klimaændringer, hvilket kunne være godt nyt for klimaet

Hvordan planter vil klare sig, når kuldioxidniveauerne fortsætter med at stige, er et vanskeligt problem, og forskere siger, især irriterende i troperne. Nogle aspekter af planters overlevelse kan blive lettere, nogle dele bliver sværere, og der vil være artsvindere og tabere. De resulterende skift i vegetationen vil hjælpe med at bestemme den fremtidige retning for klimaændringer.

For at udforske spørgsmålet, en undersøgelse ledet af University of Washington så på, hvordan tropiske skove, som absorberer store mængder kuldioxid, kan justeres som CO ₂ fortsætter med at klatre. Deres resultater viser, at flere ændringer i planters blade og konkurrence mellem arter kan bevare disse økosystemers evne til at absorbere kuldioxid fra atmosfæren. Det resulterende papir blev offentliggjort 16. januar i tidsskriftet Globale biogeokemiske kredsløb .

"Vores resultater tyder på, at planter med nogle typer reaktioner, som at gøre deres blade tykkere, vil i sidste ende vokse bedre i tropiske skove end deres konkurrenter, " sagde seniorforfatter Abigail Swann, en UW lektor i atmosfæriske videnskaber og biologi. "Hvis disse bedrevoksende planter bliver mere almindelige i skoven, de samlede hastigheder for vand- og kulstofudveksling kunne forblive tættere på, hvad de er nu."

En tidligere undersøgelse foretaget af Swanns gruppe viste, at tropiske planters blade bliver tykkere som CO ₂ stigninger ville forværre klimaændringerne, fordi tykkere blade også kan være mindre. Planter ville så fange mindre sollys til fotosyntese, absorbere mindre kuldioxid fra luften og udsende mindre vanddamp, alt sammen forværrer opvarmningen på grund af klimaændringer.

Det nye arbejde udvider omfanget af dette spørgsmål til at omfatte konkurrence mellem plantearter, og forholdet mellem kulstof og nitrogen i deres blade. Højere kuldioxid i atmosfæren gør det en smule lettere for planter at fotosyntetisere. Men hvis nitrogen ikke kan følge med, anlægget bliver mindre effektivt til at producere energi.

"Selvom det er observeret at ske, dommen er stadig ude om, hvorfor netop planter vokser tykkere blade under høj CO ₂ , " sagde Swann. Den nye modelleringsundersøgelse foreslår en forklaring:"Tykkere blade kan koncentrere nitrogenet, så fotosyntesehastighederne pr. bladareal er høje."

Forfatterne kørte simuleringer for Barro Colorado Island, en skovklædt tropeø i Panama, hvor modellen var blevet godt testet mod forholdene på jorden. Simuleringerne omfattede en eller to arter af bredbladede stedsegrønne tropiske træer, såsom vilde cashewnødder og Ecuador laurbær. Træerne var programmeret til at have forskellige reaktioner på den højere kuldioxid og kunne konkurrere med hinanden om plads.

Træer, der var programmeret til at have mere kulstof i forhold til nitrogen i deres blade, blev mindre effektive til fotosyntese, som hjælper dem til at vokse, og udsender mindre vanddamp, som hjælper træer med at holde sig kølige. Men træarter, hvis blade også blev tykkere, var bedre til at absorbere kulstof og producere vanddamp, hjælper dem med at blive høje og holde sig kølige, og kunne også udkonkurrere deres naboer.

"Vores arbejde tyder på, at ved at flytte, hvilke planter der vokser i skoven, kan der være mindre alvorlige konsekvenser af højere CO ₂ end andre undersøgelser har antydet, " sagde Swann. "Der er meget, vi stadig ikke ved om, hvordan planter reagerer på klimaændringer - dette arbejde sætter virkelig nogle bedste bud på, hvilke planter der vil vokse bedst i fremtidige tropiske skove, som vi kan teste med flere observationer. "