Zespół naukowców z konsorcjum CLIMAITE (Wpływ zmian klimatu na procesy biologiczne ekosystemów lądowych), którego głównym celem jest badanie oddziaływania zmian klimatu na procesy biologiczne i ekosystemy naturalne, opublikował swoje odkrycia w czasopiśmie Global Change Biology.

Grupa CLIMAITE jest złożona z naukowców z trzech duńskich instytucji naukowych: Politechniki Duńskiej Risø (DTU) w Roskilde, Wydziału Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Kopenhaskiego (KU LIFE) i Krajowego Instytutu Badań Środowiskowych (DMU) przy Uniwersytecie w Aarhus.

Najnowsze wyniki projektu są być może nieco zaskakujące. Mimo przewidywanej intensyfikacji rozwoju roślin z powodu większej ilości CO₂ w atmosferze, po uwzględnieniu w modelu wyższych temperatur i suszy w okresie letnim, rozwój ten okazuje się ograniczony.

Uzyskane wyniki różnią się od wcześniejszych ustaleń naukowych, które wskazywały, że podwyższanie się poziomu CO₂ w atmosferze może doprowadzić do nasilenia rozwoju roślin. W czasie suszy czynniki potencjalnie sprzyjające rozwojowi roślinności, takie jak wyższe temperatury i podniesiony poziom CO₂ – połączone znacząco ograniczają wywoływany przez CO₂ efekt nasilenia wzrostu.

"Obserwowana wcześniej znacząca intensyfikacja wzrostu roślin przy wysokich stężeniach CO₂ wynika zazwyczaj z tego, że odbywało się to w ramach badań kontrolowanych, w których zmianie podlegały jedynie stężenia CO₂. Przyjęliśmy zasadniczo założenie, iż należy przyjrzeć się połączeniu różnych zmiennych klimatycznych, ponieważ w przyszłości rośliny będą narażone na wielorakie zmiany zachodzące równocześnie" – zauważa naczelny autor Klaus Steenberg Larsen z DTU Risø.

Naukowcy z konsorcjum CLIMAITE wyciągnęli takie wnioski na podstawie wspólnego eksperymentu przeprowadzonego w skali polowej, który posunął naprzód prace dzięki wykorzystaniu wcześniejszych badań laboratoryjnych. Nadal prowadzone są manipulacje klimatyczne z CO₂, temperaturą i opadami, wykorzystując na przykład strumienie CO₂ i kurtyny zatrzymujące deszcz.

"Przygotowaliśmy eksperyment w taki sposób, aby niektóre poletka wystawione były na działanie jedynie podwyższonego poziomu CO₂, ciepła lub suszy w okresie letnim, a inne – na działanie wszystkich możliwych kombinacji tych trzech zmiennych klimatycznych. W ten sposób możemy obserwować, jak każda zmienna klimatyczna wpływa na ekosystem i co się dzieje, kiedy się łączą ze sobą" – mówi Klaus Steenberg Larsen.

Eksperymenty zostały przeprowadzone na poligonie wojskowym w pobliżu Jægerspris. Naukowcy zbudowali obiekt, w którym mogli przeprowadzać doświadczenia w skali polowej z podwyższonym poziomem CO₂ za pomocą techniki FACE (ang. Free Air Carbon Enrichment). Ta metoda jest wykorzystywana przez ekologów i biologów roślin do podnoszenia stężenia CO₂ na konkretnym obszarze, aby umożliwić pomiar reakcji roślin pod kątem ich wzrostu.

Za pomocą techniki nazywanej pasywnym ogrzewaniem w porze nocnej są w stanie podnieść temperaturę gleby o około 1 stopień, a także mogą manipulować warunkami pogodowymi - zapewniając intensywne opady deszczu lub suszę - z użyciem rolet wykorzystywanych przez okres 4 do 6 tygodni latem.

"Wykonujemy pomiary takich parametrów jak azot w opadach atmosferycznych, roślinach, faunie glebowej, mikroorganizmach i wodzie gruntowej. Brak azotu jest często czynnikiem ograniczającym wzrost roślin i absolutnie kluczowym dla sposobu reakcji ekosystemów na zmiany klimatu. Wyniki zaprezentowane w czasopiśmie obejmują lata 2006-2007, a eksperyment potrwa do 2014 r. Potrzeba czasu na zebranie wyników od 20-30 osób, które interpretują i analizują wyniki z wielu typów urządzeń, jakie zostały zainstalowane. Aczkolwiek już teraz możemy wyraźnie zaobserwować, że zwłaszcza przesuszenie gleby ma znacząco negatywny wpływ na wytwarzanie azotu, a przez to na możliwy rozwój roślin, nawet w tych obszarach, gdzie występuje podwyższony poziom CO₂ i ocieplenie".