Temperature rastu, šume nam umiru. Fotosinteza ima svoje temperaturne okvire Prirodne znanosti
Šume su, često se kaže, pluća Zemlje. Visoka stabla se protežu prema nebu kako bi pronašla sunčevu svjetlost, usisavaju vodu iz korijena i ugljični dioksid kroz svoje lišće za fotosintezu.
Kao i svaka kemijska reakcija, ova izmjena elemenata najbolje funkcionira unutar optimalnog temperaturnog raspona, izvan kojeg se fotosintetski strojevi stabla mogu pokvariti.
S porastom globalnih temperatura, nova studija koja kombinira mjerenja krošnji drveća i globalne satelitske podatke otkrila je da bi mali dio lišća krošnji u tropskim šumama mogao doseći svoju gornju granicu.
"Ova studija pokazuje da postoje vremena i mjesta gdje lišće tropskih šuma prelazi svoje kritične temperaturne pragove", kaže viši autor i tropski ekolog Gregory Goldsmith sa Sveučilišta Chapman u Kaliforniji.
Istraživanja pokazuju da tropsko drveće može fotosintetizirati u prosjeku do 46,7 °C (116 °F). Ali svijet se ne zagrijava ravnomjerno, pa tako ni šumske krošnje. Tolerancija na toplinu varira među vrstama i populacijama, a moguće čak i unutar lišća istog stabla, kaže Goldsmith.
Kako bi razumjeli približava li se neko lišće temperaturama koje su prevruće za fotosintezu, tim predvođen ekoinformatičarom Christopherom Doughtyjem sa Sveučilišta Sjeverna Arizona izvukao je podatke iz NASA-inog senzora ECOSTRESS, koji mjeri površinske temperature kopna dok kruži oko Zemlje na Međunarodnoj svemirskoj postaji.
Satelitska mjerenja poduzeta između 2018. i 2020. potvrđena su podacima sa senzora montiranih na tornju koji bilježe temperature u gornjim krošnjama pet šumskih područja u Brazilu, Portoriku, Panami i Australiji.
"Potrebna su vam i zemaljska i satelitska promatranja da biste razumjeli temperature krošnji tropskih šuma," objašnjava Goldsmith, "jer za temperature lišća zaista nisu važni prosjeci; bitni su ekstremi."
Analiza je pokazala da su temperature krošnji u prosjeku bile najviše oko 34 °C tijekom sušnih razdoblja, iako su neki listovi prelazili 40 °C (104 °F). Mali dio svih listova – oko 0,01 posto – nadmašio je kritične temperature barem jednom u sezoni.
"Iako je rijetkost, pojava ekstremnih temperatura može imati katastrofalan učinak na fiziologiju lista i može se smatrati događajem male vjerojatnosti s velikim utjecajem", pišu istraživači u svom radu.
Na temelju onoga što znamo o fiziologiji biljaka, drveće može zatvoriti pore u obliku graha na svom lišću, koje se nazivaju stomati, kako bi sačuvalo vodu kako temperature rastu. Međutim, to bi moglo izložiti lišće štetnim temperaturama jer se lišće više ne može ohladiti kroz transpiraciju.
U sušnim razdobljima kada je tlo isušeno, toplina bi se mogla pojačati za stabla kojima nedostaje vode, jer vlažnost tla također utječe na temperaturu listova krošnje.
"Vjerovali ili ne, ne znamo previše o tome zašto drveće umire", kaže Goldsmith. Naše razumijevanje interaktivnih učinaka vrućine i suše, vode i temperature, posebno je slabo, dodaje.
Kako bi simulirali buduće uvjete, tim je modelirao reakcije tropskih šuma na više temperature i povremene suše, koristeći podatke iz tri eksperimenta zagrijavanja u kojima su temperaturni senzori bili zalijepljeni na pojedinačne listove u gornjim krošnjama šume.
Model pojednostavljuje dinamiku šume s nizom pretpostavki, ali unatoč tome, simulacije sugeriraju da bi do 1,4 posto gornjeg lišća krošnje moglo postati prevruće za fotosintezu u budućim scenarijima zatopljenja.
Ako zatopljenje prijeđe 3,9 °C, što je moguće u najgorem slučaju, moglo bi biti toplije nego što šume mogu izdržati. Lišće i drveće potencijalno bi mogli početi odumirati, izazivajući ogromne gubitke iz ovih važnih skladišta ugljika.
Istraživači, međutim, naglašavaju da postoji znatan stupanj neizvjesnosti u njihovim rezultatima, što znači da možda imamo vremena za djelovanje, smanjenje emisija i suzbijanje krčenja šuma kako bismo zaštitili tropske šume.
"Još uvijek je u našoj moći odlučiti o sudbini ovih kritičnih područja ugljika, vode i bioraznolikosti", zaključuju.
Studija je objavljena u časopisu Nature.
Izvor: https://www.sciencealert.com/photosynthesis-may-be-failing-in-the-tropics-as-temperatures-soar