تهدیدی برای کشاورزی با افزایش انتشار دی‌اکسیدکربن
مجله علمی ایلیاد – آن‌چنان که مدل‌ها نشان می‌دهند، افزایش دی‌اکسید‌اکربن در نتیجه‌ی تغییرات آب و هوایی ممکن است کشاورزی را تهدید کنند. مدل‌سازیِ اثرات افزایش دی‌اکسید‌اکربن، بر میزان تولید محصولات کشاورزی جهانی در دانشگاه پردو، نشان می‌دهد که به دلیل اثرات پیچیده و رفتارهای بازخوردی که حیات گیاهی را با جو مرتبط می‌کند، به دلیل گرمای افزایش یافته و کاهش میزان بارندگی، مناطق بسیاری ممکن است آسیب ببیند.
افراد بسیاری استدلال کرده‌اند که افزایش سطح دی‌اکسید‌اکربن برای میزان تولید محصولات مفید خواهد بود، با این حال اخیراً مدلی ارائه شده است که اثرات دی‌اکسید‌اکربن افزایش‌یافته را نشان می‌دهد و تاثیر آن‌ها آنقدر هم مفید نیست و سطح‌های بالای دی‌اکسید‌اکربن می‌تواند اثر مثبت بسیاری کمتری از آنچه قبلا پیش‌بینی می‌شد، روی فتوسنتز گیاهان داشته باشد.
محققان دانشگاه پردو، اثرات افزایش دی‌اکسید‌اکربن و دماهای بالا را روی مصرف آب گیاهان بررسی کردند. هرچند دی‌اکسید‌اکربن افزایش‌یافته و دماهای بالا به‌طور کلی فتوسنتز را بهبود می‌بخشد، در این آزمایش‌ها محققان دریافتند که سوراخ‌های روی برگ‌های گیاهان که روزنه‌های هوایی خوانده می‌شوند و پیش‌بینی می‌شدند که در این شرایط کوچک شوند، مقدار رطوبتی که گیاهان وارد هوا می‌کنند را کاهش می‌دهند.
دکتر «کیانلای ژانگ»، پرفسور علوم جوی و زمین می‌گوید: «هرچند این تغییر احتمالاً به این معنی است که برخی گیاهان در رابطه با استفاده از آب در برخی از مناطق خشک موثرتر و سودمندتر هستند، در مجموع این تغییر در فیزیولوژی گیاه، تغییرات آب و هوایی خودش را خواهد داشت که منجر به کاهش بارندگی در برخی مناطق، آسیب دیدن گیاهان و محصولات کشاورزی می‌شود.»
او می‌گوید: «این مطالعه آشکار می‌کند، در حالی که افزایش دی‌اکسید‌اکربن موجود در جو می‌تواند مستقیماً بر میزان جذب دی‌اکسید‌اکربن گیاه بیفزآید و همچنین تعریق گیاه را کاهش دهد، بر الگوهای بارندگی جهانی تاثیر می‌گذارد و موجب گرم‌تر شدن بیشتر زمین می‌شود.» این تحقیق در مجله‌ی Geophysical Research چاپ شد. «ژو»، دانشجوی فارغ‌التحصیل ژانگ، نویسنده‌ی اصلی مقاله است.
«لیسا ولپ»، استادیار زیست‌ژئوشیمی در دپارتمان علوم زمین، جو و سیاره‌شناسی و نویسنده‌ی همکار مقاله می‌گوید: «نقشی که پوشش گیاهی خاکی در چرخه‌ی بارندگی روی خشکی بازی می‌کند، اغلب ساده شده یا نادیده در نظر گرفته شده است، اما آن نقشی کلیدی در مشخص کردن الگوهای بارندگی منطقه‌ای و بنابراین حاصل‌خیزی اکوسیستم‌هایی دارد که از کمبود آب رنج می‌برند. اگر برخی گیاهان با کاهش نرخ تعریق، نرخ انتقال آب‌شان به جو کاهش یابد، این منجر به کاهش بارندگی منطقه‌ای می‌شود. همچنین منجر به گرم‌تر شدن محلی می‌شود، زیرا تبخیر آب از برگ‌های گیاهان، با خنک‌تر نگه داشتن دمای سطح، همچون تهویه‌کننده‌‌ی هوا عمل می‌کند.»
ژانگ می‌گوید: «به هر حال این تاثیر به اندازه‌ی کافی قوی هست که هیچ افزایش نهایی در میزان تولید محصولات کشاورزی جهانی وجود ندارد. در حقیقت، با افزایش میزان دی‌اکسید‌اکربن در سراسر جهان، این مدل‌سازی نشان داد که حیات گیاهی در بیشتر مناطق جهان در اثر افزایش دما و کاهش بارندگی، به مقدار قابل‌توجهی آسیب می‌بیند.»
ژانگ می‌گوید: «شما نمی‌توانید فقط به اثری همچون فتوسنتز به تنهایی نگاه کنید و مشخص کنید چگونه بر میزان محصولات کشاورزی جهانی تاثیر خواهد گذاشت. تاثیرات مستقیم و غیرمستقیمی وجود دارد و هر دو مورد باید در نظر گرفته شود.» مقدار دی‌اکسید‌اکربن موجود در جو از ۲۸۰ واحد در میلیون، پیش از انقلاب صنعتی، که در اواخر دهه‌ی ۱۷۰۰ میلادی شروع شد، تا مقداری فعلی بیش از ۴۰۰ واحد در میلیون افزایش یافته است.
ژانگ و دانشجوی فارغ‌التحصیل، پنگ ژو، ۶ نمونه‌ی آزمایشی با استفاده از داده‌های تاریخی آب و هوای سال‌های ۱۸۵۰ تا ۲۰۱۱ را طراحی کردند. آن‌ها دریافتند هرچند رشد گیاه در معدودی از مناطق، شامل بخش‌هایی از کانادا، بیشتر بخش‌های ماداگاسکار و جنوبی‌ترین بخش هند، بهبود یافته است، گیاهانِ دیگر مناطق آسیب دیده‌اند.
ژو می‌گوید: «این مطالعه نشان می‌دهد که تاثیر دی‌اکسید‌اکربن خالص بر روی فتوسنتز بیش از حد تخمین زده خواهد شد، مگر اینکه تاثیرات بازخوردی آب و هوا بر پوشش گیاهی در نظر گرفته شود.»
نوشته: Purdue University
ترجمه: مینا آذری - مجله علمی ایلیاد