Metsade võime inimesele ohtlikke kliimamuutusi ohjata on ohus
Metsapuude võimel vältida kahjulikku temperatuuritõusu ja siduda õhust süsinikku on piirid. See on kliimamuutuste ja soojenemise taustal inimestele halb uudis.
Oregoni osariigi ülikooli teadlaste juhitud uuringu tulemused ütlevad, et metsapuude lehed ei suuda end ümbritsevast õhutemperatuurist madalamaks jahutada. See tähendab, et puude võime vältida kahjulikku temperatuuritõusu ja siduda atmosfäärist süsinikku on üha soojemas ja kuivemas keskkonnas ohustatud.
Mitmete ülikoolide ja valitsusasutuste teadlaste rahvusvahelises koostöös tehtud uuringu tulemused on vastuolus teadusringkondades levinud teooriaga, mille kohaselt võivad puuvõra lehed hoida oma temperatuuri fotosünteesi jaoks optimaalses vahemikus.
Ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences avaldatud värske uurimustöö on oluline taimede kliimamuutustele reageerimise mõistmiseks ja ennustamiseks, ütles juhtiv autor Chris Still. Ta märgib, et mitmed uuringud näitavad - paljud maailma metsad lähenevad süsiniku omastamise termilisele piirile.
"Hüpotees, mida tuntakse lehtede piiratud homöotermia nime all, väidab, et funktsionaalsete tunnuste ja füsioloogiliste reaktsioonide kombinatsiooni kaudu suudavad lehed hoida oma päevatemperatuuri fotosünteesi jaoks parima temperatuuri lähedal ja allpool seda temperatuuripiiri, mis neile kahjulik on," ütles Still. Teoorias peaks lehed suutma jahutada õhku, mille temperatuur on 25 - 30 kraadi Celsiuse järgi või üle selle, madalamaks. "See teooria viitab ka sellele, et lehtede jahutusreaktsioon leevendab osaliselt kliima soojenemise mõju metsadele."
Still ja kaastöötajad kasutasid termopildistamist, et jälgida puuvõrade lehtede temperatuuri Põhja-Ameerikas ja Kesk-Ameerikas – Panama vihmametsast kuni Colorado kõrgmäestikuni. Nad avastasid, et võralehed ei suuda päeval õhku allpool pidevalt jahutada ja temperatuur ei jää kitsasse vahemikku, nagu ennustab piiratud lehtede homöotermia teooria.
Soojuskaamerad paigaldati tornidele, mis olid varustatud süsteemidega, mis mõõdavad süsiniku-, vee- ja energiavoogusid – vahetusi metsa ja atmosfääri vahel – ning hulgaliselt keskkonnamuutujaid.
"Kõrgsagedusliku pideva termopildi kasutamine metsa puuvõrade jälgimiseks muudab tõesti meie teadmisi selle kohta, kuidas metsad temperatuuritõusust tuleneva stressiga toime tulevad," ütles Põhja-Arizona ülikooli professor ja uuringu kaasautor Andrew Richardson.
Uuring näitas, et võralehed soojenevad õhust kiiremini, on suurema osa päevast õhust soojemad ja jahtuvad alla õhutemperatuuri alles õhtul. Tulevane kliima soojenemine toob tõenäoliselt kaasa veelgi kõrgemad võralehtede temperatuurid, mis mõjutaks negatiivselt metsa süsinikuringet ja suurendaks metsade hävimise riski, väidavad teadlased.
"Lehte temperatuuri on pikka aega peetud taimede funktsioonide jaoks oluliseks, kuna see mõjutab süsiniku metabolismi ning vee- ja energiavahetust," ütles Still. "Kui võrastiku fotosüntees väheneb temperatuuri tõustes, väheneb metsade võime toimida süsiniku neeldajana."
Lehtede temperatuuri erinevates elupaikades mõjutab see, kuidas lehtede suurus varieerub sõltuvalt kliimast ja laiuskraadist ning võrastiku struktuurist, selgitab Still. Suured lehed esinevad peamiselt soojas ja märjas kliimas ning lehtede tunnused, nagu suurem peegeldusvõime ja väiksemad suurused, mis suurendavad soojuse eraldamise võimet ja põhjustavad suuremat jahtumist, esinevad peamiselt kuumadel ja kuivadel aladel kasvavatel taimedel.
Suures osas soojast ja niiskest troopikast läheneb lehtede temperatuur juba positiivse netofotosünteesi künnisele või ületab seda – süsiniku sidumise määr miinus taimede hingamise käigus kaotatud süsinikdioksiidi kiirus.
"Kui lehed on üldiselt soojemad kui ümbritsev õhk, nagu meie tulemused näitavad, võivad puud läheneda temperatuuristressi kriitilistele lävedele kiiremini, kui ootame," ütles Richardson.
Uuringu tulemused ütlevad, võra lehtedel on piiratud võime oma temperatuuri reguleerida, selgitas Still. "Meie andmed ja analüüsid näitavad, et kliima soojenemine põhjustab võralehtede veelgi kõrgemaid temperatuure, mis tõenäoliselt põhjustab süsiniku assimilatsioonivõime vähenemist ja lõpuks kuumakahjustusi."
Uuringus osalesid ka Chad Hanson and Hyojung Kwon Oregoni ülikoolist, teadlased Colorado, Princetoni, Pennsylvania, Florida ja California ülikoolist, NASA, USA geoloogiateenistus, Kanada sõjaväebaas Trentonis jpt.
Allikad: Proceedings of the National Academy of Sciences, EurekAlert