Ziemia nadal znajduje się pod niekorzystnym wpływem działalności człowieka, głównie wskutek zmiany w zagospodarowaniu terenów, wylesiania i ciągłego spalania paliw kopalnych. Tego typu działania prowadzą do wzrostu poziomu CO₂ w atmosferze, a przez to do globalnego ocieplenia. Dotychczas naukowcy byli przekonani, że ponieważ wraz z gwałtownym wzrostem poziomu CO₂ następuje przyspieszenie rozwoju roślin - gdyż stymulowana asymilacja węgla przez rośliny może pobudzać wsad węgla do gleby i jego przechowywanie w glebie - ekosystemy lądowe mogą również pomagać w hamowaniu eskalacji poziomu atmosferycznego CO₂, a przez to w spowalnianiu zmian klimatu. Wyniki nowych badań pokazują, że niekoniecznie tak musi być.

Zmiana bilansu radiacyjnego ekosystemów lądowych nie jest determinowana przez pobieranie i uwalnianie przez nie tylko CO₂. Nawet jeżeli emisje metanu i (mono)tlenku azotu przez glebę cechują się niższym stężeniem atmosferycznym niż emisje CO₂, to konsekwencje na skalę globalną są znacznie większe: 298-krotnie wyższe w przypadku (mono)tlenku azotu i 25-krotnie w przypadku metanu.

"Taka reakcja na naszą zmieniającą się atmosferę oznacza, że przyroda nie jest aż tak skuteczna w spowalnianiu globalnego ocieplenia, jak wcześniej myśleliśmy" - wyjaśnia naczelny autor dr Kees Jan van Groenigen, pracownik naukowy Wydziału Botaniki Instytutu Nauk Przyrodniczych Trinity College w Dublinie.

Dr van Groenigen wraz z kolegami z USA zestawił wszystkie opublikowane do tej pory raporty z badań naukowych z 49 eksperymentów przeprowadzonych na polach uprawnych, terenach podmokłych, w lasach i na obszarach trawiastych głównie w Europie, Azji i Ameryce Północnej. Wszystkie eksperymenty koncentrowały się na pomiarze wpływu CO₂ w atmosferze na zdolność gleby do pobierania lub uwalniania (mono)tlenku azotu i metanu.

Za pomocą metaanalizy naukowcy wykazali, że wzrost CO₂ stymuluje emisje zarówno (mono) tlenku azotu, jak i metanu. Ten pierwszy wywiera wpływ na gleby wyżynne, a ten drugi - na pola ryżowe i naturalne tereny podmokłe.

"Do tej pory nie było zgodnej opinii na ten temat, ponieważ wyniki poszczególnych badań różniły się między sobą" – zauważa profesor Craig Osenberg z Uniwersytetu Florydy w USA, współautor raportu z badań. "Aczkolwiek w toku analizowania przez nas wszystkich danych wyłoniły się dwa wyraźne schematy: po pierwsze więcej CO₂ zwiększa emisje (mono)tlenku azotu przez glebę we wszystkich ekosystemach i po drugie, w przypadku pól ryżowych i terenów podmokłych dodatkowa ilość CO₂ spowodowała uwalnianie większych ilości metanu przez glebę". Tereny podmokłe i pola ryżowe są dwoma głównymi źródłami emisji metanu do atmosfery.

Zdaniem naukowców odpowiedzialność za ten stan ponoszą wyspecjalizowane mikroorganizmy w glebie. Tak jak ludzie oddychają tlenem, mikroorganizmy te oddychają zarówno azotanem, jak i substancjami chemicznymi z CO₂ oraz wytwarzają metan. Ponieważ nie potrzebują tlenu do przetrwania, doskonale się rozwijają, kiedy stężenie atmosferycznego CO₂ rośnie.

"Wyższe stężenie CO₂ zmniejsza zużycie wody przez rośliny przez co gleba jest wilgotniejsza, a to z kolei redukuje dostępność tlenu w glebie, co sprzyja tym mikroorganizmom" – zauważa dr van Groenigen.

Mają się one doskonale również częściowo dzięki temu, że rosnący poziom CO₂ przyspiesza wzrost roślin. Dodatkowy wzrost roślin dostarcza mikroorganizmom glebowym więcej energii, skutecznie przyczyniając się do bardziej intensywnego metabolizmu.

Zespół twierdzi, że ten dodatkowy wzrost roślin może pomóc ekosystemom w spowalnianiu zmian klimatu. Podwyższony poziom CO₂ przekłada się na większy wzrost roślin, czego wynikiem jest większy pobór CO₂ w procesie fotosyntezy. Niemniej naukowcy twierdzą, że pewna część dodatkowego CO₂ pomaga również mikroorganizmom uwalniać (mono)tlenek azotu i metan do atmosfery. To równoważy wszelkie skutki rozwoju roślin, które mogłyby wspomóc schładzanie planety.

"To ekologiczny punkt i kontrapunkt: im więcej rośliny pochłoną CO₂, tym więcej drobnoustroje uwolnią tych silniejszych gazów cieplarnianych" – wyjaśnia profesor Bruce Hungate z Uniwersytetu Północnej Arizony w USA, współautor badań. "Drobnoustrojowy kontrapunkt jest jedynie częściowy, bowiem redukuje schładzające oddziaływanie roślin o około 20%".

Naukowcy wskazują niemniej, że jest to ekologiczna niespodzianka. Modele klimatyczne będą musiały wziąć ją pod uwagę w przyszłości. "Pomijając kluczową rolę tych dwóch gazów cieplarnianych, wcześniejsze badania mogły przeceniać potencjał ekosystemów w łagodzeniu efektu cieplarnianego" – podsumowuje dr van Groenigen.

źródło: © Unia Europejska, 2005-2011, fot. www.sxc.hu
www.cordis.europa.eu