Bioglobes. Ekosistem yang terkandung dalam botol mungkin kekal seimbang selama bertahun-tahun. Kredit foto: MUSE - Muzium Sains

Tumbuhan tanah menyerap 17% lebih banyak karbon dioksida dari atmosfer sekarang daripada 30 tahun lalu, kami penyelidikan menunjukkan. Sama-sama luar biasa, kajian kami juga menunjukkan bahawa tumbuh-tumbuhan tidak menggunakan sebarang air tambahan untuk melakukannya, menunjukkan bahawa perubahan global menyebabkan tumbuhan dunia berkembang dengan cara yang lebih cekap.

Water is the most precious resource needed for plants to grow, and our research suggests that vegetation is becoming much better at using it in a world in which CO? levels terus meningkat.

Nisbah pengambilan karbon kepada kehilangan air oleh ekosistem adalah apa yang kita panggil "kecekapan penggunaan air", dan ia merupakan salah satu pembolehubah yang paling penting ketika mempelajari ekosistem ini.

Pengesahan kami mengenai kecenderungan penggunaan air yang meningkat secara global adalah sekeping berita gembira yang jarang berlaku apabila ia berpunca daripada akibat perubahan alam sekitar global. Ia akan mengukuhkan peranan penting tumbuhan sebagai singkapan karbon global, meningkatkan pengeluaran makanan, dan dapat meningkatkan ketersediaan air bagi kesejahteraan masyarakat dan dunia semula jadi.

Tetapi penggunaan air yang lebih cekap oleh tumbuhan dunia tidak akan menyelesaikan masalah kekurangan air semasa atau masa depan kita.

Meningkatkan pengambilan karbon

Plants growing in today’s higher-CO? conditions can take up more carbon – the so-called CO? fertilisation effect. This is the main reason why the terrestrial biosphere has taken up 17% more carbon over the past 30 years.

Pengambilan karbon yang dipertingkatkan adalah konsisten dengan trend penghijauan global diperhatikan oleh satelit, dan kebanjiran karbon tanah global yang semakin meningkat membuang sepertiganya of all CO? emissions generated by human activities.

Increasing carbon uptake typically comes at a cost. To let CO? in, plants have to open up pores called stomata in their leaves, which in turn allows water to sneak out. Plants thus need to strike a balance between taking up carbon to build new leaves, stems and roots, while minimising water loss in the process. This has led to sophisticated adaptations that has allowed many plant species to conquer a range of arid environments.

One such adaptation is to close the stomata slightly to allow CO? to enter with less water getting out. Under increasing atmospheric CO?, the overall result is that CO? uptake increases while water consumption does not. This is exactly what we have found on a global scale in our new study. In fact, we found that rising CO? levels are causing the world’s plants to become more water-wise, almost everywhere, whether in dry places or wet ones.

Titik panas pertumbuhan

Kami menggunakan gabungan fluks air skala plot dan pengukuran atmosfera, dan pemerhatian satelit sifat daun, untuk membangun dan menguji model kecekapan penggunaan air baru. Model ini membolehkan kita meningkatkan kecekapan penggunaan air daun di mana sahaja di dunia ke seluruh dunia.

We found that across the globe, boreal and tropical forests are particularly good at increasing ecosystem water use efficiency and uptake of CO?. That is due in large part to the CO? fertilisation effect and the increase in the total amount of leaf surface area.

Importantly, both types of forests are critical in limiting the rise in atmospheric CO? levels. Intact tropical forest removes more atmospheric CO? daripada mana-mana jenis hutan yang lain, dan hutan boreal yang jauh di sebelah utara bumi jumlah karbon yang banyak terutamanya di tanah organik mereka.

Sementara itu, bagi ekosistem separa gersang di dunia, penjimatan air meningkat adalah masalah besar. Kami mendapati bahawa ekosistem Australia, sebagai contoh, meningkatkan pengambilan karbon mereka, terutama di Malaysia sabana utara. Trend ini mungkin tidak mungkin dilakukan tanpa peningkatan kecekapan penggunaan air ekosistem.

Kajian terdahulu juga menunjukkan bagaimana peningkatan kecekapan air penghijauan kawasan semi-gersang dan mungkin telah menyumbang kepada peningkatan dalam penangkapan karbon dalam ekosistem semi-gersang di Australia, Afrika dan Amerika Selatan.

Trend kecekapan penggunaan air ke atas 1982-2011. KREDIT, Pengarang disediakan

Ia bukan semua berita baik

Trend ini akan memberi kesan positif kepada tumbuhan dan haiwan (dan manusia) yang memakannya. Pengeluaran kayu, bioenergi dan pertumbuhan tanaman adalah (dan akan) kurang intensif air di bawah perubahan iklim daripada mereka akan tanpa kecekapan penggunaan air tumbuh-tumbuhan.

Tetapi walaupun terdapat trend ini, kekurangan air akan terus mengekang tenggelam karbon, pengeluaran makanan dan pembangunan sosioekonomi.

Sesetengah kajian menunjukkan bahawa penjimatan air juga boleh membawa kepada peningkatan larian dan oleh itu ketersediaan air berlebihan. Walau bagaimanapun, bagi Australia yang kering, lebih daripada separuh (64%) daripada hujan yang kembali ke atmosfera tidak melalui tumbuh-tumbuhan, tetapi melalui penyejatan tanah langsung. Ini mengurangkan potensi keuntungan daripada peningkatan kecekapan penggunaan air tumbuh-tumbuhan dan kemungkinan lebih banyak air mengalir ke sungai dan takungan. Malah, a kajian baru-baru menunjukkan bahawa walaupun kawasan semi-gersang di Australia menghijau, mereka juga memakan lebih banyak air, menyebabkan aliran sungai jatuh oleh 24-28%.

Penyelidikan kami mengesahkan bahawa tumbuh-tumbuhan di seluruh dunia mungkin mendapat manfaat daripada peningkatan simpanan air ini. Walau bagaimanapun, persoalan sama ada ini akan diterjemahkan kepada lebih banyak ketersediaan air untuk pemuliharaan atau untuk penggunaan manusia adalah kurang jelas, dan mungkin akan berbeza secara meluas dari rantau ke rantau.

Mengenai Pengarang

Pep Canadell, ahli sains CSIRO, dan Pengarah Eksekutif Projek Karbon Global, CSIRO; Francis Chiew, Penyelidik Saintis Utama Kanan, CSIRO; Lei Cheng, rakan penyelidikan Postdoctoral, CSIRO; Lu Zhang, saintis Penyelidik Utama Kanan, CSIRO, dan Yingping Wang, ketua penyelidik, CSIRO

Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

at InnerSelf Market dan Amazon