Megszűnhet a fotoszintézis a trópusokon?

Illusztráció

Gyakran fogalmazunk úgy, hogy az erdők a Föld tüdejét jelentik. A magas fák az ég felé nyújtózkodnak, hogy napfényt találjanak, gyökereikből vizet, leveleiken keresztül pedig szén-dioxidot szívnak fel: fotoszintetizáljanak. Mint minden kémiai reakció, ez is csak egy optimális hőmérsékleti tartományban működik, amelyen kívül a fák fotoszintetizáló „gépezete" összeomolhat. Most a kutatók szerint ennek a kapujában állunk.

A hőtűrés fajonként és populációnként eltérhet

A Nature tudományos folyóiratban publikált, új tanulmány szerint a globális hőmérséklet emelkedésével a trópusi erdők lombkoronaleveleinek egy kis része elérheti felső határát. A kutatók a fák lombkoronájának méréseit a globális műholdas adatokkal kombinálták.

Ez a tanulmány azt mutatja, hogy vannak olyan időszakok és helyek, ahol a trópusi erdők levelei túllépik a kritikus hőmérsékleti küszöbértéket

– mondta Gregory Goldsmith, a kaliforniai Chapman Egyetem trópusi ökológusa, a kutatás vezető szerzője a ScienceAlert online tudományos portálnak.

A kutatások szerint a trópusi fák átlagosan 46,7 °C-ig képesek fotoszintetizálni. A világ azonban nem melegszik egyenletesen, és az erdők lombkoronája sem. Goldsmith szerint

a hőtűrés fajonként és populációnként, sőt, akár ugyanazon fa levelein belül is eltérő lehet.

Gyakran fogalmazunk úgy, hogy az erdők a Föld tüdejét jelentik Forrás: Dietmar Rabich, Dülmen/Dietmar Rabich

Annak megértéséhez, hogy egyes levelek túlmelegednek-e a fotoszintézishez, a Christopher Doughty, az Észak-Arizonai Egyetem ökoinformatikusa által vezetett csapat a NASA ECOSTRESS érzékelőjének adatait vette alapul, amely a Nemzetközi Űrállomás fedélzetén a Föld körül keringve méri a szárazföld felszínének hőmérsékletét.

A 2018 és 2020 között végzett műholdas méréseket a Brazíliában, Puerto Ricóban, Panamában és Ausztráliában található öt erdőterület felső lombkoronájának hőmérsékletét rögzítő, toronyra szerelt érzékelők adataival hitelesítették.

Mind a földi, mind a műholdas megfigyelésekre szükség van ahhoz, hogy megértsük e trópusi erdők lombkoronájának hőmérsékletét

– magyarázta Goldsmith – A levélhőmérsékletek esetében valójában nem az átlagok, hanem a szélsőségek fontosak.

Az elemzés szerint a lombkorona hőmérséklete átlagosan 34 °C körül tetőzött a száraz időszakokban, bár egyes levelek hőmérséklete meghaladta a 40 °C-ot. Az összes levél kis hányada, körülbelül 0,01 százaléka, évszakonként legalább egyszer meghaladta a kritikus hőmérsékletet.

Nem túl biztatók a forgatókönyvek

A szakemberek szerint bár ritkán fordul elő, de a szélsőséges hőmérsékletek katasztrofális hatással lehetnek a levél fiziológiájára, ami kis valószínűségű, ám nagy hatású eseménynek tekinthetők.

Hozzátették: szárazság idején, amikor a talaj kiszárad, a vízhiányos fák esetében a hőhatás fokozódhat, mivel a talaj nedvessége is befolyásolja a lombkorona levélhőmérsékletét.

A jövőbeli feltételek szimulálásához a kutatócsoport modellezte a trópusi erdők melegebb hőmérsékletre és időszakos aszályokra adott válaszait: három olyan felmelegedési kísérlet adatait használta fel, amelyekben hőmérséklet-érzékelőket rögzítettek az erdő felső lombkoronájának egyes leveleire.

A fák mérete függ az adott fafajtól, a környezetétől, a termőhelytől Forrás: Pinterest

A modell számos feltételezéssel leegyszerűsítette az erdődinamikát, ám a szimulációk ennek ellenére azt mutatták, hogy a felső lombkorona leveleinek az akár 1,4 százaléka is túlságosan felmelegedhet a fotoszintézishez a jövőbeli felmelegedési forgatókönyvek szerint

– magyarázták a szakemberek. – Ha a felmelegedés meghaladja a 3,9 °C-ot, ami a legrosszabb forgatókönyvek szerint lehetséges, akkor ez a hőmérséklet nagyobb lehet, mint amit az erdők el tudnak viselni.

Ebben az esetben a levelek és a fák elkezdhetnek pusztulni, ami hatalmas veszteséget okozna ezeknek a fontos szénraktáraknak.

A kutatók azonban hangsúlyozzák, hogy eredményeikben jelentős a bizonytalanság, ami azt jelenti, hogy talán még van időnk cselekedni, csökkenteni a kibocsátást és visszaszorítani az erdőirtást a trópusi erdők védelme érdekében.