Begrebsmæssige diagrammer over den terrestriske kulstofcyklus og virkningen af forhøjet atmosfærisk [CO2] (eCO2). (a) Enkel pool og flux (tredimensionelle (3D) former) diagram over den terrestriske kulstofcyklus, der viser vigtige puljer, strømninger, og processer, der er relevante for CO2 -befrugtningshypotesen som beskrevet i boks 1. To -dimensionelle (2D) pile repræsenterer direkte (fast) eller indirekte (stiplet) positiv påvirkning (trekantede pilehoveder), eller muligheden for både positive og negative (cirkulære) påvirkninger af eCO2. (b) Rigt konceptuelt diagram over en kulstofcyklus i landskabsskala og indflydelsen fra eCO2, der viser flere processer (se afsnit II) og deres indbyrdes forbundne, multiskala natur. Massive pile (3D og 2D) repræsenterer materialestrømme (for det meste kulstof), prikkede pile repræsenterer indflydelse. Forkortelser ikke i tabel 1:Ci/c, intern eller kloroplastisk [CO2]; Ac, carboxylering begrænset fotosyntese; Γ*, fotorespiration; C:Nleaf, blad carbon:nitrogen forhold; T, transpiration; LULCC, ændring af arealanvendelse og jorddækning CWD, groft trærester. Kredit: Ny fytolog (2020). DOI:10.1111/nph.16866
Klimakonsekvenserne kan i fremtiden blive endnu større end antaget, fordi landvegetationens kapacitet til at optage kuldioxid sandsynligvis vil falde. Dette er konklusionen på en stor international undersøgelse med bidrag fra Umeå Universitet. Hidtil har vegetationen dæmpet klimaændringerne ved at optage en betydelig brøkdel af kuldioxidemissioner, men det er usikkert, om denne effekt vil vedvare.
"Planter har brug for kuldioxid til fotosyntese, men højere kuldioxidkoncentrationer i atmosfæren øger ikke nødvendigvis plantevæksten, "siger Jürgen Schleucher, professor ved Umeå Universitet.
I undersøgelsen offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Ny fytolog , en stor international gruppe forskere har integreret viden om, hvordan stigende kuldioxidniveauer påvirker planter. I øjeblikket, landvegetationen optager omkring en tredjedel af menneskelig kuldioxidemission. Problemet er, at denne "carbon sink" er drevet af stigningen i atmosfæriske kuldioxidniveauer. Men på trods af denne vask, verdens klima følger i øjeblikket stadig det mest dramatiske klimascenarie beskrevet af det internationale panel om klimaændringer. Uden landkulstofvasken, klimakrisen ville være endnu mere drastisk, end den er. Derfor er det så vigtigt at estimere, hvordan landkulstofvasken vil udvikle sig.
Landkulstofvasken har været omkring 11 milliarder tons kuldioxid om året, sammenlignet med emissioner på 35 milliarder tons. Det er nu, men for at se ind i fremtiden, at forudsige kulstofvasken årtier frem, for vores oldebørn, forfatterne måtte finde ud af vaskens fysiologiske mekanismer. Det angår, hvilken brøkdel af kuldrinken skyldes kuldioxidgødskning af fotosyntese, og hvis modeller af fotosyntese korrekt beskriver dens stigning. Og endelig må man måle, om de nuværende effekter vil fortsætte i løbet af de kommende årtier.
Det er her Jürgens gruppe har bidraget med resultater, hvordan stigende kuldioxid har påvirket fotosyntesen i hele det 20. århundrede. Det var en detektivhistorie, hvor Jürgens gruppe først skulle udvikle værktøjer til at opdage ændringer i fysiologi ved særlig kemisk analyse af sukkermolekylerne dannet i fotosyntesen. Disse værktøjer blev kalibreret i forsøg, hvor kuldioxidkoncentrationen blev varieret fra tidligere til fremtidige niveauer. For at teste svar gennem årtier, metoderne blev derefter anvendt på årti gamle herbariumprøver og historiske sukkerterninger.
"Det er spændende at forstå lidt bedre, hvordan jordsystemet fungerer, og givende at bidrage til forskning, der understøtter EU's stærkere klimamål, "siger Jürgen Schleucher.
Publikationen konkluderer, at nuværende modeller til fotosyntese kun forklarer en del af landkulstofvasken.
”Kulstofoptagelsen fra landvegetationen har hidtil købt os tid til at håndtere klimakrisen, men denne optagelse vil sandsynligvis falde i fremtiden, for eksempel fordi stigende temperaturer kan reducere fotosyntesen. Endnu stærkere emissionsreduktioner vil så være nødvendige for at undgå de værste konsekvenser, "siger Jürgen Schleucher.