Даследаванні паказваюць, што абсалютна ўсе кусты, ліяны і дрэвы, якія нас атачаюць, гуляюць важную ролю ў паглынанні лішняга вугляроду з атмасферы. Але ў нейкі момант расліны могуць паглынаць столькі вугляроду, што іх дапамога ў барацьбе са змяненнем клімату пачынае змяншацца. Калі менавіта гэта адбудзецца? Навукоўцы спрабуюць знайсці адказ на гэтае пытанне.
З таго часу, як пачалася прамысловая рэвалюцыя ў пачатку 20-га стагоддзя, колькасць вугляроду ў атмасферы, выкліканае дзейнасцю чалавека, рэзка ўзрасла. Выкарыстоўваючы камп'ютэрныя мадэлі, аўтары, апублікаваныя ў Trends in Plant Science, выявілі, што ў той жа час фотасінтэз павялічыўся на 30%.
«Гэта як прамень святла ў цёмным небе», - кажа Лукас Чарнусак, аўтар даследавання і экафізіёлаг з Універсітэта Джэймса Кука ў Аўстраліі.
Як вызначалася?
Чарнусак і яго калегі выкарысталі дадзеныя экалагічных даследаванняў 2017 года, якія вымяралі сульфід карбанілу, знойдзены ў кернах лёду і пробах паветра. У дадатак да вуглякіслага газу расліны паглынаюць сульфід карбанілу падчас свайго натуральнага вугляроднага цыклу, і гэта часта выкарыстоўваецца для вымярэння фотасінтэзу ў глабальным маштабе.
«Наземныя расліны паглынаюць каля 29% нашых выкідаў, якія ў адваротным выпадку спрыялі б канцэнтрацыі CO2 у атмасферы. Аналіз нашай мадэлі паказаў, што роля наземнага фотасінтэзу ў кіраванні гэтым працэсам паглынання вугляроду большая, чым мяркуе большасць іншых мадэляў», — кажа Чарнусак.
Але некаторыя навукоўцы не так упэўнены ў выкарыстанні сульфіду карбанілу ў якасці метаду вымярэння фотасінтэзу.
Кэры Сэндал, біёлаг з Паўднёвага ўніверсітэта Джорджыі, вывучае, як растуць расліны пры розных сцэнарах змены клімату.
Паколькі паглынанне сульфіду карбанілу раслінамі можа вар'іравацца ў залежнасці ад колькасці святла, якое яны атрымліваюць, Сендалл кажа, што вынікі даследавання «могуць быць пераацэненыя», але яна таксама адзначае, што большасць метадаў вымярэння глабальнага фотасінтэзу маюць пэўную ступень нявызначанасці.
Зелянейшы і гусцейшы
Незалежна ад таго, наколькі павялічыўся фотасінтэз, навукоўцы сыходзяцца ў меркаванні, што лішак вугляроду дзейнічае як угнаенне для раслін, паскараючы іх рост.
«Ёсць доказы таго, што лістота дрэў стала больш шчыльнай, а драўніна стала больш шчыльнай», — кажа Чэрнусак.
Навукоўцы з Нацыянальнай лабараторыі Ок-Райд таксама адзначылі, што калі расліны падвяргаюцца ўздзеянню павышанага ўзроўню CO2, памер пор на лісці павялічваецца.
Сендалл у сваіх эксперыментальных даследаваннях падвяргала расліны ўздзеянню ўдвая большага колькасці вуглякіслага газу, якое яны звычайна атрымліваюць. У гэтых умовах, па назіраннях Сендала, склад тканін лісця змяніўся такім чынам, што траваедным жывёлам стала цяжэй есці іх.
Пераломны момант
Узровень CO2 у атмасферы расце, і чакаецца, што ў рэшце рэшт расліны не змогуць з гэтым справіцца.
«Рэакцыя паглынальніка вугляроду на павелічэнне CO2 у атмасферы застаецца самай вялікай нявызначанасцю ў мадэляванні глабальнага вугляроднага цыклу на сённяшні дзень, і гэта з'яўляецца асноўным фактарам нявызначанасці ў прагнозах змены клімату», - адзначае Нацыянальная лабараторыя Ок-Райд на сваім сайце.
Расчыстка зямлі для вырошчвання або сельскай гаспадаркі і выкіды выкапнёвага паліва аказваюць найбольшы ўплыў на вугляродны цыкл. Навукоўцы ўпэўненыя, што калі чалавецтва не спыніць гэта рабіць, пераломны момант непазбежны.
«Больш выкідаў вугляроду будзе ўтрымлівацца ў атмасферы, канцэнтрацыя будзе хутка павялічвацца, і ў той жа час змяненне клімату будзе адбывацца хутчэй», - кажа Дэніэл Уэй, экафізіёлаг з Заходняга універсітэта.
Што мы можам зрабіць?
Навукоўцы з Універсітэта Ілінойса і Дэпартамента сельскай гаспадаркі эксперыментуюць са спосабамі генетычнай мадыфікацыі раслін, каб яны маглі захоўваць яшчэ больш вугляроду. Фермент пад назвай rubisco адказвае за ўлоўліванне CO2 для фотасінтэзу, і навукоўцы хочуць зрабіць яго больш эфектыўным.
Нядаўнія выпрабаванні мадыфікаваных культур паказалі, што павышэнне якасці рубіска павялічвае ўраджайнасць прыкладна на 40%, але выкарыстанне мадыфікаванага расліннага фермента ў вялікіх камерцыйных маштабах можа заняць больш за дзесяць гадоў. Да гэтага часу тэсты праводзіліся толькі на такіх звычайных культурах, як тытунь, і незразумела, як рубіска зменіць дрэвы, якія паглынаюць найбольшую колькасць вугляроду.
У верасні 2018 года экалагічныя групы сустрэліся ў Сан-Францыска, каб распрацаваць план па захаванні лясоў, які, па іх словах, з'яўляецца «забытым рашэннем праблемы змены клімату».
«Я думаю, што палітыкі павінны адказаць на нашы высновы, прызнаўшы, што зямная біясфера ў цяперашні час функцыянуе як эфектыўны паглынальнік вугляроду», — кажа Чэрнусак. «Першае, што трэба зрабіць, гэта неадкладна прыняць меры па абароне лясоў, каб яны маглі працягваць паглынанне вугляроду і неадкладна пачаць працу па дэкарбанізацыі энергетычнага сектара».