گیاهان ۲۰ درصد بیشتر از آنچه تصور می‌شد CO۲ جذب می‌کنند

به گزارش نیو اطلس، در زمینه تحقیقات پیرامون تغییرات آب و هوایی و تأثیرات گسترده آن بر روی زمین، خبرهای خوبی برای گزارش کردن وجود ندارد، با این حال یک تیم بین‌المللی از دانشمندان ممکن است پیروزی کوچکی برای جشن گرفتن پیدا کرده باشند.

دانشمندان به رهبری یورگن کنائر از دانشگاه وسترن سیدنی استرالیا با استفاده از مدل‌سازی اکولوژیکی واقع‌گرایانه دریافتند که پوشش گیاهی کره زمین در واقع می‌تواند حدود ۲۰ درصد بیشتر از کربنی دی ‌اکسیدی را که انسان به جو پمپاژ کرده است، جذب کند و این کار تا پایان قرن حاضر ادامه خواهد داشت.

کنائر می‌گوید: آنچه ما دریافتیم این است که یک مدل آب و هوایی تثبیت شده که برای ارزیابی‌های آب و هوای جهانی توسط نهادهایی مانند IPCC(هیئت بین دولتی تغییرات آب و هوایی) استفاده می‌شود، زمانی که برای توضیح تأثیر برخی از فرآیندهای فیزیولوژیکی حیاتی که بر نحوه انجام فتوسنتز گیاهان توسط گیاهان نظارت می‌کنند، بسط داده شود، جذب کربن قوی‌تر و پایدارتری را تا پایان قرن بیست و یکم پیش‌بینی می‌کند.

مدل‌های ریاضی از سیستم‌های اکولوژیکی برای درک فرآیندهای اکولوژیکی پیچیده استفاده می‌شوند و به نوبه خود تلاش می‌کنند تا پیش‌بینی کنند که چگونه اکوسیستم‌های واقعی که بر اساس آن‌ها ساخته شده‌اند، تغییر خواهند کرد. پژوهشگران دریافتند که هرچه مدل‌سازی آنها پیچیده‌تر باشد، نتایج شگفت‌آورتر و به نفع محیط زیست است.

این تیم اضافه می‌کند که مدل‌های فعلی چندان پیچیده نیستند، بنابراین احتمالاً جذب CO۲ توسط پوشش گیاهی در آینده را دست کم می‌گیرند.

این تیم با استفاده از مدل جاافتاده تبادل زمین اتمسفر-زیست کره(CABLE) سه عامل فیزیولوژیکی را در نظر گرفت: اینکه چگونه CO۲ به شکل موثر در برگ حرکت می‌کند، گیاهان چگونه با تغییرات دمای محیط سازگار می‌شوند و چگونه مواد مغذی را به صرفه‌تر توزیع می‌کنند.

پژوهشگران با استفاده از داده‌ها و مطالعات اخیر برای ساخت این مدل، متغیر قوی تغییر آب و هوا را در این ترکیب قرار دادند تا ببینند گیاهان تا پایان قرن حاضر چقدر CO۲ از جو خارج می‌کنند.

آنها پس از تکرار این آزمایش با هشت نسخه از این مدل دریافتند که پیچیده‌ترین نسخه که هر سه عامل را در بر می‌گیرد، بیشترین جذب CO۲ را پیش‌بینی می‌کند که شامل حدود ۲۰ درصد بیشتر از ساده‌ترین فرمول و مدل است.

کنائر می‌گوید: ما جنبه‌هایی مانند نحوه کارآمدی کربن دی اکسید درون برگ، چگونگی سازگاری گیاهان با تغییرات دما و اینکه گیاهان چگونه مواد مغذی را از نظر اقتصادی در تاج پوشش خود توزیع می‌کنند، در نظر گرفتیم. این سه مکانیسم واکنش گیاه واقعاً مهم هستند و بر توانایی گیاه در «تثبیت کربن» تأثیر می‌گذارند، اما معمولاً در اکثر مدل‌های جهانی نادیده گرفته می‌شوند.

در حالی که مدل‌ها بر فیزیولوژی گیاه، به ‌ویژه تمام فرآیندهای درگیر در فتوسنتز تمرکز می‌کنند، نشان می‌دهد که پوشش گیاهی ممکن است پیچیده‌تر از آنچه قبلاً فکر می‌کردیم، کار کند. ما از تحقیقات قبلی می‌دانیم که گیاهان وقتی در معرض غلظت‌های بالاتر CO۲ قرار می‌گیرند، فتوسنتز را افزایش می‌دهند، به شرطی که آب کافی نیز داشته باشند.

کنائر هشدار داد: گیاهان هر سال مقدار قابل توجهی کربن دی اکسید مصرف می‌کنند و در نتیجه اثرات مضر تغییرات آب و هوا را کاهش می‌دهند، اما میزان ادامه‌ی جذب CO۲ در آینده نامشخص است.

گیاهان با ساده‌سازی فتوسنتز، CO۲ را از جو جذب می‌کنند و از انرژی خورشید برای تبدیل این گاز به قندهای قابل استفاده برای رشد و فعالیت متابولیک خود استفاده می‌کنند. حدود نیمی از CO۲ از طریق تنفس گیاه به هوا باز می‌گردد و نیم دیگر آن در زیست‌توده گیاه باقی می‌ماند. در نهایت، این نیمه دوباره تقسیم می‌شود و مقدار بیشتری از طریق زیست‌توده در حال تجزیه گیاه مرده در اتمسفر آزاد می‌شود و قسمت دیگر به طور بالقوه برای صدها سال در خاک ذخیره می‌شود.

اندازه این مخازن کربن در طول دو دهه گذشته افزایش یافته است و نشان می‌دهد که گیاهان در پردازش غلظت بالاتر کربن دی اکسید انسانی چقدر پرتلاش بوده‌اند.

مدل‌های قبلی همچنین نشان می‌دهند که دفن‌های بزرگ‌تر کربن و افزایش فعالیت فتوسنتز در میان پوشش گیاهی برای جو زمین مفید بوده است.

بن اسمیت، استاد و مدیر تحقیقات موسسه محیط زیست هاکسبری دانشگاه وسترن سیدنی می‌گوید: درک ما از فرآیندهای پاسخ کلیدی چرخه کربن، مانند فتوسنتز گیاهان در سال‌های اخیر به طرز چشمگیری پیشرفت کرده است. همیشه مدتی طول می‌کشد تا این دانش جدید به مدل‌های پیچیده‌ای تبدیل شود که ما برای اطلاع رسانی در مورد سیاست‌های آب و هوا و انتشار گازهای گلخانه‌ای به آنها تکیه می‌کنیم.

او افزود: مطالعه ما نشان می‌دهد که با به حساب آوردن کامل جدیدترین دانش در این مدل‌ها می‌توان به پیش‌بینی‌های متفاوتی دست یافت.

بن اسمیت ادامه داد: یافته‌های ما احتمالاً تأثیرگذار خواهند بود و تیم‌های دیگر را ترغیب می‌کنند تا مدل‌های خود را به‌روزرسانی کنند تا بررسی کنند که آیا مشاهدات ما توسط مدل‌های دیگر نیز تکرار می‌شود یا خیر. تنها زمانی که مجموعه‌ای از مدل‌های جهانی بر روی یک روند یا الگوی کلیدی توافق کنند، برای هدایت سیاست‌ها بر آن روند یا الگو تکیه می‌کنیم.

در حالی که این خبر خوبی است، دانشمندان می‌گویند نمی‌توان از گیاهان انتظار داشت که تمام کارهای سنگین را انجام دهند. مسئولیت پایبندی به تعهدات کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای بر عهده دولت‌هاست. با این حال، مدل‌سازی یک مدل قوی به ارزش پروژه‌های پاکیزگی هوا و اهمیت آنها در رویکردهای جامع برای مقابله با گرمایش جهانی کمک می‌کند.

اسمیت می‌گوید: این نوع پیش‌بینی‌ها برای راه‌حل‌های مبتنی بر طبیعت مانند پوشش گیاهی به‌عنوان یک ابزار، در میان مجموعه‌ای از رویکردها پیامدهایی دارند که برای رسیدن به صفر خالص مورد نیاز است. یافته‌های ما نشان می‌دهد که این رویکردها می‌توانند تأثیر بیشتری در کاهش تغییرات آب و هوا و در مدت زمان طولانی‌تری از آنچه قبلاً تصور می‌کردیم، داشته باشند.

او می‌افزاید: صرفا کاشت درخت همه مشکلات ما را حل نمی‌کند و در بهترین حالت می‌تواند در یک دوره انتقالی کمک کند، زیرا جامعه در حال فاصله گرفتن از سوخت‌های فسیلی است. در نهایت، ما باید انتشار گازهای گلخانه‌ای را از همه بخش‌ها حذف کنیم، زیرا رشد درختان به تنهایی نمی‌تواند بشریت را نجات دهد.

این پژوهش در مجله Science Advances منتشر شده است.