W odpowiedzi na wzrost CO2 w atmosferze lasu, zwiększają one wydajność fotosyntezy • Alexey Gilyarov • Wiadomości naukowe na temat "elementów" • Ekologia, klimat, botanika

W odpowiedzi na wzrost CO 2 w atmosferze lasu, zwiększaj wydajność fotosyntezy.

Ścieki wznoszące się nad lasami w Willow Creek w Kalifornii. Zdjęcie © Harry Spurling / CORBIS z Belinda Medlyn, Martin De Kauwe, 2013

Jak niedawno dowiedziała się grupa badaczy z USA i Niemiec, w odpowiedzi na ciągły wzrost stężenia dwutlenku węgla w atmosferze lasu strefy umiarkowanej, nasila się fotosynteza, aw konsekwencji główna produkcja netto ekosystemu. Zwiększa to efektywność wykorzystania wody zużywanej przy wiązaniu pewnej ilości CO2. Wynika to z faktu, że w warunkach nadmiaru CO2 rośliny delikatnie pokrywają szparki – pory, przez które liście wymieniają gazy z otoczeniem. W związku z tym zmniejsza się transpiracja – odparowanie wody przez aparaty szparkowe.

Zawartość dwutlenku węgla w atmosferze (CO2) stale rośnie iw maju 2013 r. osiągnął bezprecedensowy (co najmniej kilkaset tysięcy lat) maksimum – 400 ppm (części na milion, części na milion), który jest o 43% wyższy niż poziom przedindustrialny – 280 ppm. Zwiększone stężenie CO w powietrzu2 prowadzi – do pewnej granicy, oczywiście – do zwiększenia intensywności fotosyntezy. Efekt ten jest bardzo dobrze widoczny w laboratorium i szklarniach oraz mniej wyraźnie w eksperymentach polowych pod gołym niebem (patrz:Wzrost stężenia CO2 w atmosferze nie za bardzo zwiększyć plon ziarna, "Elementy", 05.07.2006). Jeśli chodzi o środowisko naturalne, następuje zmiana natężenia fotosyntezy w odpowiedzi na stopniowy wzrost CO2 wystarczająco trudne, a wyniki są niespójne.

Trevor Keenan niedawno opublikowany artykuł (Trevor F. Keenan) z Wydziału Biologii Organizacyjnej i Ewolucyjnej na Uniwersytecie Harvarda (Massachusetts, USA), we współpracy z kolegami z tego samego i innych uniwersytetów w USA, a także z Niemiec Lasy w północno-wschodnich i środkowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych w ostatnich latach (obserwacje w 13 różnych miejscach miały od 7 do 18 lat), zwiększono produkcję podstawową i zwiększono efektywność zużycia wody. Ostatnia wartość, szacowana jako zużycie wody do wiązania określonej ilości CO2, szczególnie zainteresowani badacze. Faktem jest, że wraz ze wzrostem stężenia CO2 w środowisku rośliny delikatnie przykrywają aparaty szparkowe w celu utrzymania niezbędnego nacisku w przestrzeniach międzykomórkowych liścia. To zmniejsza transpirację – odparowanie wody przez roślinę.Czasami prowadzi to nawet do nadmiernego gromadzenia się wody w glebie i rozwoju w warunkach beztlenowych bakterii metanogenów, które produkują inny ważny gaz cieplarniany – metan (patrz: Zwiększenie stężenia CO2 w atmosferze pobudza uwalnianie innych gazów cieplarnianych z gleby, Elements, 08.09.2011).

Długoterminowa dynamika wydajności wody w fotosyntezie. Roczna zmiana wydajności ΔWei (g węgla na kg H2O × GPA) oblicza się na podstawie dziennych przepływów w miesiącach letnich. Czerwona linia – średnia dla wszystkich miejsc egzaminu. Szary pasek – przedziały ufności. Szare kropki i czarne linie – dane dotyczące poszczególnych punktów. Z artykułu będącego przedmiotem dyskusji, Keenan i wsp., 2013

Autorzy omawianego artykułu zastosowali metodę kowariancji wirów znaną od lat 80. XX wieku. Istotą metody jest to, że instrumenty, zamontowane na specjalnej wieży w lesie, analizują skład strumienia powietrza. Szczególną uwagę zwraca się na wymianę gazów między lasem a leżącymi ponad nią warstwami atmosfery. Wyniki ciągłych obserwacji zawartości CO2 a para wodna wskazuje, że prawie we wszystkich miejscach w ciągu ostatnich 15-20 lat wzrosła efektywność wykorzystania wody do fotosyntezy.W związku z tym wzrosła produkcja netto ekosystemu. Analiza warunków klimatycznych i innych we wszystkich lasach, w których prowadzono obserwacje, wykazała, że ​​nie zaobserwowano znaczących zmian w okresie badania, a cały efekt można opisać bezpośrednim skutkiem wzrostu stężenia CO w stosunku do roku.2 w atmosferze.

2 rocznie) w różnych częściach lasu w północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych) "> 2 rocznie) w różnych częściach lasu w północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych "border = 0>

Dynamika produkcji ekosystemów netto (g węgla na m2 rocznie) w różnych częściach lasu w północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych. Zwróć uwagę na odwrotną skalę. Czysta produkcja w analizowanych latach wzrasta, ale nie maleje. Z artykułu będącego przedmiotem dyskusji, Keenan i wsp., 2013

Autorzy podkreślają, że do niedawna "kontrola stolca" zużycia wody i dwutlenku węgla nie była należycie uwzględniana, chociaż procesy te mogą odgrywać bardzo ważną rolę w utrzymaniu globalnej równowagi węgla i wody.

Źródło: Trevor F. Keenan, David Y. Hollinger, Gil Bohrer, et al. Zwiększenie wydajności pochłaniania wody przez lasy Natura. 2013. V. 499. s. 324-327. Doi: 10,1038 / nature12291.

Zobacz także:
Belinda Medlyn, Martin De Kauwe. Dwutlenek węgla i zużycie wody w lasach // Natura. 2013. V. 499. str. 287-289. Doi: 10,1038 / nature12411.

Alexey Gilyarov


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: