Študija: Količine ogljika za absorpcijo dušika v rastlinah presegajo emisije gozdnih požarov

3 hours ago 30
ARTICLE AD

Raziskovalci Kitajske akademije znanosti so s pomočjo novega modela ugotovili, da količina ogljika, ki ga kopenske rastline po svetu porabijo za asimilacijo dušika, presega emisije ogljika, ki jih povzročijo gozdni požari.

Ekipa pod vodstvom profesorja Liu Xueyana z Inštituta za geokemijo Kitajske akademije znanosti je razvila model, ki prvič natančno kvantificira, koliko ogljika rastline porabijo za absorpcijo treh oblik dušika – nitrata, amonija in raztopljenega organskega dušika.

„Model temelji na podrobnem procesu izotopov dušika v rastlinah in tleh,“ so pojasnili raziskovalci. Z njegovo pomočjo so izračunali frakcijski prispevek posameznih oblik dušika k skupnemu dušiku v svetovnih kopenskih rastlinah.

Z uporabo podatkov o razmerjih med ogljikom in dušikom (C/N) ter o bruto primarni produktivnosti (GPP) so ocenili, da rastline letno porabijo približno 208 ± 12 teragramov ogljika (Tg-C/leto) za asimilacijo dušika. To presega 155 Tg-C/leto, kolikor znašajo letne emisije ogljika zaradi gozdnih požarov in degradacije.

„Ta številka je primerljiva celo s količino ogljika, ki ga gozdovi vsako leto sekvestrirajo zaradi odlaganja atmosferskega dušika,“ so dodali.

Ogljik kot skriti strošek dušikove presnove

Proces, s katerim rastline iz tal črpajo dušik, ni energijsko nevtralen. Kot poudarjajo znanstveniki, „rastlinska absorpcija in notranja asimilacija dušika zahtevata ogljik, ki ga rastlina pridobi s fotosintezo“.

Biokemijske analize so pokazale, da teoretični stroški ogljika znašajo v povprečju 5,81 grama ogljika na gram dušika (gC/gN) za nitrat, 4,32 gC/gN za amonij in 2,16 gC/gN za raztopljeni organski dušik.

„Večina prejšnjih raziskav se je osredotočala predvsem na pozitivne učinke dušika na rast in sekvestracijo ogljika,“ so zapisali v izjavi. Vendar pa se do zdaj „stroški ogljika, porabljeni za presnovo dušika v rastlinah, niso natančno upoštevali“.

Po njihovih besedah je ta vidik dolgo časa predstavljal „slepo pego v raziskavah zemeljskega ogljikovega cikla“.

Segrevanje povečuje porabo ogljika

Študija, objavljena 6. oktobra v reviji Nature Geoscience, prinaša tudi opozorilo glede vpliva podnebnih sprememb. Raziskovalci napovedujejo, da bo globalno segrevanje pospešilo razpoložljivost anorganskega dušika v tleh in povečalo potrebe rastlin po dušiku.

„Pričakovati je, da bo višja temperatura spodbudila transformacijo dušika v tleh,“ so pojasnili. To pomeni, da bodo rastline absorbirale več anorganskih oblik dušika, kot sta nitrat in amonij, s čimer se bo povečala poraba ogljika, potrebnega za njihovo asimilacijo.

V simulacijah, izvedenih za scenarij segrevanja za 2,0 °C, so znanstveniki ugotovili, da bi skupna poraba ogljika za asimilacijo dušika narasla na 249 ± 15 Tg-C/leto. Gre za povprečno povečanje za 47 odstotkov (41 ± 19 Tg-C) v primerjavi s sedanjimi vrednostmi.

Regionalno gledano bi bile spremembe neenakomerne: 9 odstotkov povečanje v tropskih območjih, 62 odstotkov v zmernih regijah in kar 105 % v borealnih pasovih.

Učinek, ki izravnava pridobitve fotosinteze

Po mnenju ekipe bo ta dodatna poraba ogljika imela opazne posledice. „Segrevanje podnebja povečuje razpoložljivost anorganskega dušika, a hkrati tudi presnovno porabo ogljika, povezano z njegovo asimilacijo,“ so navedli.

To pomeni, da se del ogljika, ki ga rastline sicer pridobijo s fotosintezo, ponovno porabi za obdelavo dušika. „Gre za proces, ki v bistvu izravna del ogljikovih koristi, ki jih ustvarja rast,“ so dodali.

Po ugotovitvah raziskovalcev je ta učinek izrazitejši na višjih zemljepisnih širinah, kjer so spremembe v ciklu dušika in ogljika še posebej občutljive.

Rezultati študije ponujajo nov vpogled v zapleteno povezanost med procesi kroženja ogljika in dušika. „Ti procesi določajo odzive vegetacije na podnebne spremembe in ustvarjajo pomembne povratne mehanizme,“ so poudarili avtorji.

Po njihovih besedah odkritje omogoča natančnejše ocene globalnega ogljičnega ravnovesja ter pomaga pri oblikovanju strategij za ogljično nevtralnost.

„Naši rezultati predstavljajo nove dokaze, da je treba v prihodnjih modelih ogljičnega cikla upoštevati tudi stroške ogljika, ki nastanejo zaradi asimilacije dušika,“ so zaključili raziskovalci Kitajske akademije znanosti.

Miha D. Kovač

Foto: Pixabay

Objava Študija: Količine ogljika za absorpcijo dušika v rastlinah presegajo emisije gozdnih požarov je bila najprej objavljena na Portal24.

Read Entire Article