การเพิ่มระดับ CO2 มีส่วนช่วยในการเจริญเติบโตของต้นไม้หรือไม่?

การศึกษาประเมินความเป็นไปได้ของ CO2 ที่รบกวนการเจริญเติบโตของต้นไม้เขตร้อน

ก่อนหน้านี้มีการใช้แบบจำลองทางสถิติบางตัวที่แสดงถึงพลวัตของพืชพรรณทั่วโลกเพื่อคาดการณ์การตอบสนองด้านสิ่งแวดล้อมของสภาพแวดล้อมป่าไม้ต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แบบจำลองเหล่านี้ให้เหตุผลว่าบทบาทของคาร์บอนไดออกไซด์ในการเจริญเติบโตของต้นไม้อาจมีความสำคัญมากกว่าที่เราคิด โดยการเพิ่มความเข้มข้นของ CO 2 ในบรรยากาศจะทำให้ชีวมวลของป่าเขตร้อนเพิ่มขึ้น กล่าวคือ CO 2 จะมีผลการให้ปุ๋ยของต้นไม้ในเขตร้อนชื้น

ชอบ

ด้วยการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของ CO 2 ในบรรยากาศ ทำให้มีวัตถุดิบมากขึ้นเพื่อใช้ในปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสง ดังนั้นการเพิ่มขึ้นนี้จะช่วยเร่งอัตราการสังเคราะห์แสงของพืช นอกจากนี้ การปฏิสนธิ CO 2 จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำ ทำให้พืชใช้ทรัพยากรนี้ได้ดีขึ้น โดยสูญเสียน้ำน้อยลงจากการคายน้ำ

แม้จะมีการคาดการณ์ แต่ก็ไม่มีหลักฐานที่แน่ชัดว่ากระบวนการนี้จะส่งผลต่อการเติบโตของต้นไม้ในป่าเขตร้อน

นิตยสาร ธรรมชาติ ตีพิมพ์ผลการศึกษาที่ตรวจสอบว่ามีความสัมพันธ์ระหว่างการเพิ่มขึ้นของ CO 2 ในบรรยากาศกับการเติบโตของต้นไม้โดยการวัดวงแหวนของลำต้นหรือไม่ การศึกษายังได้ตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของ CO 2 กับการเปลี่ยนแปลงของอัตราการใช้น้ำของต้นไม้

การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำจะน่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับต้นไม้ที่มีช่วงขาดแคลนน้ำหรือภัยแล้งตามฤดูกาล ดังนั้นการสูญเสียน้ำน้อยลงจะช่วยลดความเครียดจากน้ำและขยายฤดูกาลปลูกได้

ขั้นตอนแรกของการศึกษาคือตรวจสอบว่ามีการเพิ่มขึ้นของการดูดซึมคาร์บอนโดยต้นไม้ที่อาจเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของ CO 2 ในบรรยากาศหรือไม่ และการเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้อัตราการสังเคราะห์แสงและการใช้น้ำเปลี่ยนแปลงไปหรือไม่ อีกขั้นคือตรวจสอบว่ามีการเจริญเติบโตของวงแหวนและความกว้างของลำต้นในช่วงเวลานี้หรือไม่ เพื่อให้สามารถสร้างความสัมพันธ์ระหว่างการเพิ่มขึ้นของ CO 2 กับการเพิ่มขึ้นของสิ่งมีชีวิตต่อหน่วยพื้นที่ในป่าเขตร้อน

การเรียน

มีการเลือกต้นไม้มากกว่าหนึ่งพันต้นจาก 12 สายพันธุ์ที่แตกต่างกัน และเพื่อเป็นตัวแทนของสภาพแวดล้อมเขตร้อนที่มากขึ้น พวกเขาถูกแจกจ่ายในสามสถานที่ที่แตกต่างกันในเขตร้อน การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างการเพิ่มขึ้นของ CO2 กับการเปลี่ยนแปลงของอัตราการเจริญเติบโตของต้นไม้ในช่วง 150 ปีที่ผ่านมา และเพื่อให้ได้ข้อมูลในระยะยาว จึงวิเคราะห์ไอโซโทปคาร์บอน (ตัวแปรคาร์บอน) ที่มีอยู่ในเซลลูโลสของลำต้น . จากไอโซโทปเหล่านี้ เป็นไปได้ที่จะประเมินคาร์บอนภายในเซลล์ที่มีอยู่ในใบและประสิทธิภาพการใช้น้ำในปีก่อนหน้า

จากสิ่งนี้ พบว่ามีคาร์บอนภายในเซลล์เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในใบของต้นไม้ในสามตำแหน่งในช่วง 150 ปีที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม การเพิ่มขึ้นนี้น้อยกว่า CO 2 ในบรรยากาศ กล่าวอีกนัยหนึ่ง การเพิ่มขึ้นที่ระบุเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่เล็กกว่าการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ ซึ่งเริ่มเกิดขึ้นเมื่อเริ่มต้นการปฏิวัติอุตสาหกรรม ประมาณปี 1850

อย่างไรก็ตาม พบว่ามีประสิทธิภาพการใช้น้ำเพิ่มขึ้นพร้อมๆ กัน การศึกษาก่อนหน้านี้เกี่ยวกับการเสริมสมรรถนะของ CO2 ในอากาศได้ระบุถึงการปรับปรุงนี้ในการใช้น้ำในต้นไม้เขตร้อนบางชนิด เช่นเดียวกับในต้นไม้เขตอบอุ่น และผลกระทบนี้ดูเหมือนจะเกิดขึ้นในระดับเขตร้อนชื้น

ประสิทธิภาพการใช้น้ำที่เพิ่มขึ้นในระยะยาวบ่งชี้ถึงคำอธิบายที่เป็นไปได้สองประการ: อย่างแรกคือการเพิ่มขึ้นของการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของ CO 2 ประการที่สองคือการลดลงของเหงื่อออก

ผลลัพธ์

ผลการศึกษาสรุปได้ว่าการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของ CO 2 ในบรรยากาศในช่วง 150 ปีที่ผ่านมาส่งผลให้ระดับคาร์บอนในใบเพิ่มขึ้น ตลอดจนการปรับปรุงการใช้น้ำในพื้นที่ศึกษาทั้งสามแห่ง อย่างไรก็ตาม ไม่พบการเพิ่มขึ้นของเส้นผ่านศูนย์กลางลำต้นที่ตรวจพบได้สำหรับช่วงเวลาที่วิเคราะห์

อย่างไรก็ตาม เรื่องนี้ ความสามารถในการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของการเจริญเติบโตของลำต้นในระดับต่ำได้รับการพิสูจน์โดยวิธีการที่ใช้ในการศึกษา ซึ่งเป็นหนึ่งในสาเหตุที่เป็นไปได้ที่ไม่ได้ระบุการเติบโตของต้นไม้

เหตุผล

ความแตกต่างเหล่านี้ระหว่างการศึกษาที่ดำเนินการกับแบบจำลองทางสถิติเกี่ยวกับการเติบโตของต้นไม้สามารถนำมาประกอบกับเหตุผลทางเทคนิคของวิธีการที่นักวิจัยแต่ละคนใช้ ซึ่งอาจแตกต่างกันไปในช่วงเวลาที่วิเคราะห์ ในหน่วยของการวิเคราะห์ และขนาดของ จำนวนมากจากการสุ่มตัวอย่างต้นไม้เป็นต้น ผลลัพธ์ที่ได้จากการศึกษาที่นำเสนอโดย ธรรมชาติ บ่งชี้ว่า ตรงกันข้ามกับสมมติฐานทั่วไป การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของ CO 2 ในบรรยากาศไม่ได้กระตุ้นการเจริญเติบโตของต้นไม้ในสายพันธุ์ที่ศึกษาในช่วงเวลาหนึ่งร้อยปี

สาเหตุที่เป็นไปได้อีกประการหนึ่งว่าทำไมการเจริญเติบโตของต้นไม้จึงไม่ได้รับการยืนยันคือการมีอยู่ของแรงกดดันจากภายนอก เช่น การเพิ่มขึ้นหรือลดลงของอุณหภูมิเฉลี่ยรายวัน ตามที่ระบุไว้ในช่วงเวลาที่ศึกษา หรือการขาดแคลนทรัพยากรอื่นๆ ที่เป็นพื้นฐานของการเติบโตนอกเหนือจากคาร์บอนไดออกไซด์ หรือน้ำ เช่น จำกัดสารอาหารหรือลดระดับแสง

นอกจากนี้ การดูดซึมเพิ่มเติมที่เกิดจากการสังเคราะห์ด้วยแสงที่เพิ่มขึ้นอาจถูกนำไปใช้ในการพัฒนาของผลและมวลชีวภาพของราก ไม่ถูกระบุโดยการวัดวงแหวนของต้นไม้หรือขนาดลำต้น

ในทางกลับกัน การเปลี่ยนแปลงของอัตราการใช้น้ำสามารถอธิบายได้ด้วยการลดการนำน้ำโดยปากใบ ซึ่งช่วยลดอัตราการคายน้ำ ข้อกังวลประการหนึ่งที่ต้องนำมาพิจารณาก็คือ การลดการคายน้ำของพืชจะทำให้ความชื้นในอากาศต่ำลงและอุณหภูมิที่สูงขึ้น (อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับภาวะโลกร้อนโดยคลิกที่นี่) เป็นไปไม่ได้ที่จะบอกว่าสิ่งนี้จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในวัฏจักรอุทกวิทยาเนื่องจากการตัดไม้ทำลายป่าในขณะที่เพิ่มความเข้มข้นของ CO 2 ในบรรยากาศ (จึงเกิดขึ้นพร้อมกันกับการเปลี่ยนแปลงของการใช้น้ำของพืช) ก็มีส่วนแบ่งมากของ รับผิดชอบในการรบกวนในวงจร

เมื่อพิจารณาถึงบทบาทสำคัญของป่าเขตร้อนในวัฏจักรคาร์บอนทั่วโลก สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าจะตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างไร ตามที่กล่าวไว้ คาดการณ์ว่าพวกมันจะเพิ่มมวลชีวภาพจากการปฏิสนธิ CO 2 อย่างไรก็ตาม หากไม่มีผลกระทบเหล่านี้ (ตามที่ระบุไว้ในการศึกษาที่นำเสนอโดยนิตยสาร) มีความเป็นไปได้ที่จะยืนยันว่าแบบจำลองในปัจจุบันประเมินค่าความสามารถของป่าเขตร้อนสูงเกินไปในการทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอน ซึ่งบ่งชี้ว่าพวกมันจะดูดซับคาร์บอนในชั้นบรรยากาศได้มากกว่า ทำได้จริง จริง ๆ แล้วมีบทบาทในการลดผลกระทบของภาวะโลกร้อนน้อยกว่าที่คาดการณ์โดยแบบจำลองปัจจุบัน