Írta Bokor Balázs

Az ember által okozott szén-dioxid-terhelés egyharmadát a növényi szervezetek kötik meg. A klímaváltozás egyre nagyobb hatást gyakorol az éghajlatra. Ez pedig a növények anyagcseréjében is meglátszik. A Science Advances folyóiratban megjelent kutatás szerint, ennek következtében, az elkövetkező két évtizedben akár felére csökkenhet a növények szén-dioxid-megkötő képessége.

A kutatás igencsak átfogó. Két évtized alatt bolygónk minden jelentős élőhelyéről gyűjtött adatok segítségével azonosították azt a globális átlaghőmérsékleti határt, amely felett a Föld növényzetének szén-dioxid-megkötő képessége (a “land carbon sink” folyamata) számottevően csökken.

A Földön élő különböző élőlények szén-dioxidot bocsátanak ki, majd ezt a növények  a fotoszintézis útján megkötik. Évmilliók óta e folyamat során, a bioszféra több karbont raktározott el, mint amennyit kibocsátott.

A Woodwell Klímakutató Központ, az Észak-Arizoniai Egyetem (NAU) és a Waikato Egyetem kutatói arra lettek figyelmesek, hogy a kánikulák gyakoriságának exponenciális növekedésével a fotoszintézis intenzitása lényegesen változik. Sőt egy bizonyos hőmérséklet fölött, akár ellentétes értékeket is mutathat a kibocsátott és felvett szén-dioxid terén: a kibocsátás mértéke megnő, míg a felvétel üteme csökken.

A NAU kutatója, Dr. Katharyn Duffy elmondása szerint, a fotoszintézis hatásfoka egy adott hőmérséklet felett jelentősen csökken,  az élőhelytől és az olyan életfeltételektől függetlenül, mint a napfény vagy víz.

“Földünk állandóan emelkedő lázzal küzd, és ahogy az emberi szervezetnél is tudjuk, bármilyen biológiai folyamat egy adott hőmérséklet-intervallumban optimálisan működik, viszont a fölött hatékonysága számottevően romlik” – mondta el Duffy. Kutatása során megállapította a fotoszintézist negatívan befolyásoló hőmérsékleti küszöbértéket. Ez az első tanulmány, amely megfigyelési adatokból globális szinten észleli a fotoszintézis hatékonyságának hőmérsékleti határértékét.

A kutatás során, a Föld minden részéről gyűjtött adatokat kiegészítették a Fluxnet által szolgáltatott mikrometeorológiai és az ezeket befolyásoló tényezők adataival.

A Fluxnet egy globális, mikrometeorológiai tornyokból álló hálózat. A technológia népszerű az ökoszisztéma és az atmoszféra közötti gázcsere közvetlen megfigyelésére.

A kutatók egy új nézőpontból közelítették meg a problémát. Számítógépes modell segítségével  virtuális hőhullámok hatását vizsgálták a Föld különböző életközösségeiben. Az így kapott eredmények aggasztóak, hiszen a különböző növények hatékony szén-dioxid-megkötő képességének hőmérsékleti határát sok helyen már átléptük. Például a C3 növények (ilyen a krumpli, rizs, napraforgó) esetében ez az érték 18 0C, míg a C4-eseknél (pl. kukorica, cukornád, ananász) a határ 28 0C. Ezzel szemben az is kiderült, hogy ugyan a növények légzésének mértéke nem függ a hőmérséklettől, de mivel a fotoszintézis hatékonysága csökken, növények netto oxigén kibocsátása csökken. Ezzel pedig felborul az ökológiai egyensúly.

“A különböző növényfajok eltérő határértékkel rendelkeznek, de az eredmény ugyanaz mindenhol: a fotoszintézis minőségének romlása” – közölte a cikk  társszerzője, George Koch.

A földi bioszféra 10%-a már a küszöbérték feletti átlaghőmérsékleten él. Ha pedig a klíma ebben az ütemben változik, 2050-re a növények 50 százaléka fog. A világ szén-dioxid megkötői közül a trópusi esőerdők, az orosz tajga és  Délkelet-Ázsia esőerdői –  lesznek az elsők, amelyek elérhetik ezt a küszöbértéket. Ha ez bekövetkezik, a növények már nem fogják tudni hatékonyan ellátni szén-dioxid megkötő feladatukat, s ez a Föld ökológiai rendszerében beláthatatlan következményeket szülhet.