Biljke nam kupuju vrijeme da usporimo klimatske promjene

Budući da biljke preuzimaju ugljični dioksid iz atmosfere i pretvaraju ga u hranu, šume i drugi slični ekosustavi smatraju se nekim od najvažnijih ponora ugljika na planetu. Zapravo, SAD i mnoge druge zemlje koje su sudjelovale na prošlomjesečnoj UN-ovoj konferenciji o klimatskim promjenama učinile su rješenja temeljena na prirodi ključnom značajkom svog okvira za ublažavanje ugljičnog dioksida prema Pariškom sporazumu.

Kako ljudske aktivnosti uzrokuju da se više ugljičnog dioksida ispušta u atmosferu, znanstvenici su raspravljali o tome reagiraju li biljke tako što fotosintetiziraju više i usisavaju još više ugljičnog dioksida nego što to već čine – i ako jest, je li to malo ili puno više. Sada je međunarodni tim istraživača na čelu s Lawrence Berkeley National Laboratory i UC Berkeley upotrijebio novu metodologiju koja kombinira daljinsko ispitivanje, strojno učenje i modele zemaljske biosfere kako bi otkrio da biljke doista fotosintetiziraju više, do 12% veće globalne fotosinteze od 1982. do 2020. U tom istom vremenskom razdoblju, globalne koncentracije ugljičnog dioksida u atmosferi porasle su za oko 17%, s 360 dijelova na milijun (ppm) na 420 ppm.

Povećanje fotosinteze od 12% znači 14 petagrama dodatnog ugljika koji biljke iznesu iz atmosfere svake godine, što je otprilike ekvivalent ugljika koji se emitira u cijelom svijetu izgaranjem fosilnih goriva samo 2020. godine. Nije sav ugljik izvađen iz atmosfere fotosintezom pohranjen u ekosustavima, jer se mnogo kasnije vraća u atmosferu kroz disanje, ali studija izvještava o izravnoj vezi između povećane fotosinteze i povećanog globalnog skladištenja ugljika.

"Ovo je vrlo veliko povećanje fotosinteze, ali nije ni blizu uklanjanja količine ugljičnog dioksida koju stavljamo u atmosferu", rekao je znanstvenik iz Berkeley Lab-a Trevor Keenan, glavni autor studije. "To ni na koji način ne zaustavlja klimatske promjene, ali nam pomaže da ih usporimo."

Mjerenje fotosinteze

Budući da ugljični dioksid ostaje u atmosferi desetljećima dulje od drugih stakleničkih plinova koji pokreću globalno zatopljenje, napori da se on smanji ključni su za ublažavanje klimatskih promjena. Biljke fotosintezom sekvestriraju otprilike trećinu emisija ugljičnog dioksida koji se oslobađaju u atmosferu svakog desetljeća izgaranjem fosilnih goriva.

Tijekom fotosinteze, biljke otvaraju sitne pore na površini lišća kako bi usisale ugljični dioksid iz zraka i proizvele vlastitu hranu. Kako bi izmjerili ovu fotosintetsku aktivnost, znanstvenici mogu staviti list u zatvorenu komoru i kvantificirati pad razine ugljičnog dioksida u zraku unutra. No, daleko je teže izmjeriti koliko ugljičnog dioksida zauzima cijela šuma.

Kroz inicijative kao što je AmeriFlux, mreža mjernih mjesta koju koordinira Projekt upravljanja AmeriFlux Ministarstva energetike u Berkeley Labu, znanstvenici iz cijelog svijeta izgradili su preko 500 mikrometeoroloških tornjeva u šumama i drugim ekosustavima za mjerenje razmjene stakleničkih plinova između atmosfere te vegetacija i tlo. Iako ovi tornjevi mogu pomoći u procjeni stope fotosinteze, oni su skupi i stoga ograničeni u svojoj geografskoj pokrivenosti, a nekoliko ih je raspoređeno dugoročno.

To objašnjava zašto se znanstvenici oslanjaju na satelitske slike kako bi mapirali koliko je Zemljina površina zelena i prekrivena biljkama, što im omogućuje zaključivanje globalne fotosintetske aktivnosti. Ali s povećanjem emisija ugljičnog dioksida, te procjene temeljene isključivo na zelenosti postaju problematične.

Donošenje povijesti u sliku

Satelitske slike mogu snimiti dodatnu zelenu boju kako bi se uračunalo dodatno lišće biljaka zbog ubrzanog rasta. Ali često ne uzimaju u obzir povećanu učinkovitost fotosinteze svakog lista. Također, ova učinkovitost se ne povećava istom brzinom kojom se ugljični dioksid nakuplja u atmosferi.

Prethodni pokušaji da se procijeni kako stope fotosinteze reagiraju na povećanu koncentraciju ugljičnog dioksida otkrili su vrlo različite rezultate, od malog ili nikakvog učinka na niži dio, do vrlo velikih učinaka na visoku razinu.

"Tu veličinu je doista važno razumjeti", rekao je Keenan, koji je također docent na Odjelu za znanost o okolišu, politiku i upravljanje UC Berkeley. "Ako je povećanje u fotosintezi malo, onda možda nećemo imati ponor ugljika koji očekujemo."

Stoga su Keenan i njegov tim istraživača zauzeli novi pristup: osvrnuli su se na gotovo tri desetljeća procjene ponora ugljika koje je napravio Globalni projekt ugljika. Usporedili su ih s predviđanjima iz satelitskih snimaka Zemlje snimljenih između 1982. i 2012. i modelima koji koriste razmjenu ugljika između atmosfere i kopna kako bi napravili procjene ponora ugljika.

"Naša procjena povećanja od 12 posto dolazi usred ostalih procjena", rekao je. "I u procesu generiranja naše procjene, omogućilo nam je da preispitamo ostale procjene i shvatimo zašto su bile prevelike ili male. To nam je dalo povjerenje u naše rezultate."

Iako ova studija naglašava važnost zaštite ekosustava koji trenutno pomažu u usporavanju stope klimatskih promjena, Keenan napominje da nije jasno koliko dugo će šume nastaviti obavljati ovu uslugu.

"Ne znamo što će biti budućnost u pogledu toga kako će biljke nastaviti reagirati na povećanje ugljičnog dioksida", rekao je. "Očekujemo da će se u nekom trenutku zasititi, ali ne znamo kada i u kojoj mjeri. U tom će trenutku ponori imati mnogo manji kapacitet za nadoknađivanje naših emisija. A ponori su trenutno jedino prirodno rješenje koje imamo u našem kompletu alata za borbu protiv klimatskih promjena."

Izvor: Nature