Hiilensidonta kasvillisuuteen ja meriin arvioitu ilmastomalleissa järjestään alakanttiin

Ilmakehätutkijan tieto ja ymmärrys ei riitä kaikkeen mitä tapahtuu biosfäärissä lisääntyneen ilmakehän hiilidioksidin takia.

Ilmakehän asiantuntijalla olisi selkeästi tarvetta laajentaa omaa asiantuntemusta koskemaan myös biosfääriä. Hiilenkierron osalta ilmakehän hiili on vain yksi osa, jolla on merkitystä ilmaston lisäksi kasvien tuotantoon ja vesitalouteen.

Earth system models underestimate carbon fixation by plants in the high latitudes”

https://www.nature.com/articles/s41467-019-08633-z

Maa-järjestelmän mallit aliarvioivat hiilen kiinnittymistä kasveihin korkeilla leveysasteilla”

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/ab22d6/pdf

”In addition to its strong GHG effect, (surface) atmospheric CO2 is the main source for plant carbohydrates generation through photosynthesis (Ainsworth and Long 2005, Ainsworth and Rogers 2007, Harley et al 1992b, Sage et al 1989, Sage 1994, Harley et al 1992a). Plant stomata (small pores at the leaf surface) open or close in order to regulate plant water losses, known as transpiration (Tr), while taking up carbon dioxide CO2, i.e., gross primary productivity (GPP) (Ball et al 1987, Collatz et al 1991, 1992, Farquhar 2001, 2002, Medlyn et al 2011). As a result, the continental CO2 and water cycles are intimately coupled at the surface through plant stomata (physiological effect), in addition to the coupling induced by the GHG forcing of CO2 on climate, and on the coupled water cycle (GHG effect) (Friedlingstein 2015, Friedlingstein et al 2006a). Those two effects (physiological and GHG) simultaneously affect the terrestrial energy, water and carbon cycles with increasing greenhouse gas concentrations and exert profound changes on the biosphere. 1.2. Surface CO2 effects on vegetation Increased surface [CO2] (concentration) modifies photosynthesis directly, as 1) it changes the gradient between intercellular and leaf surface [CO2] and because 2) it modifies stomatal conductance, instantaneously (through stomatal partial closure). Over long time periods (years to hundreds of years), rising [CO2] also changes stomatal conductance through modification of stomata density, number and shape (de Boer et al 2011, De Boer et al 2012, de Boer et al 2016). As a result, elevated [CO2] typically decreases stomatal conductance, yet it increases photosynthesis because of the increased gradient between intercellular and leaf surface CO2 and increased carboxylation rate of the carboxylase enzyme RuBisCO (in C3 plants). Over periods from months to years, elevated [CO2] can lead to increased vegetation biomass, as a result of increased GPP. This increased biomass can be allocated to belowground or aboveground biomass and to the leaves in particular. This increased leaf biomass has been detected by remote sensing observations and is referred to as a “greening” (Forzieri et al 2017, Keenan 2015, Lu et al 2016, Zhu et al 2016”

Vahvan kasvihuonekaasuvaikutuksen lisäksi ilmakehän hiilidioksidi (pinnalla) on tärkein resurssi kasvien hiilihydraattien muodostumiselle fotosynteesin avulla (Ainsworth ja Long 2005, Ainsworth ja Rogers 2007, Harley et al 1992b, Sage et al 1989, Sage 1994, Harley et al. 1992a). Kasvien stomata (pienet huokoset lehden pinnalla) avautuvat tai sulkeutuvat kasvien vesihäviöiden, tunnetaan nimellä transpiraatio (Tr), säätelemiseksi samalla, kun ne ottavat hiilidioksidin CO2, toisin sanoen bruttomäärän tuottavuudesta on kyse (GPP) (Ball et al 1987, Collatz et ai 1991, 1992, Farquhar 2001, 2002, Medlyn et ai 2011). Seurauksena mantereen hiilidioksidi- ja vesisyklit kytkeytyvät läheisesti pinnalla kasvien stomaattien kautta (fysiologinen vaikutus), sen lisäksi, että kasvihuonekaasupäästöt aiheuttavat hiilidioksidin ilmastolle, ja kytketyn vesisyklin (kasvihuonekaasuvaikutus) (Friedlingstein 2015, Friedlingstein ym. 2006a). Nämä kaksi vaikutusta (fysiologiset ja kasvihuonekaasut) vaikuttavat samanaikaisesti maan energian, veden ja hiilen kiertoon kasvihuonekaasupitoisuuksien kasvaessa ja aiheuttavat perusteellisia muutoksia biosfäärissä. 1.2. Pinnan CO2-vaikutukset kasvillisuuteen Lisääntynyt pinnan [CO2] (pitoisuus) modifioi suoraan fotosynteesiä, koska 1) se muuttaa solujen välisen ja lehden pinnan [CO2] välistä gradienttia ja koska 2) se muuttaa stomatan johtamiskykyä heti (stomatan osittaisen sulkeutumisen kautta). Pitkien ajanjaksojen aikana (vuosista satoihin vuosiin) nouseva [CO2] muuttaa myös stomatan johtokykyä muuttamalla stomatan tiheyttä, lukumäärää ja muotoa (de Boer ym. 2011, De Boer ym. 2012, de Boer ym. 2016). Seurauksena kohonnut [CO2] vähentää tyypillisesti stomatan johtokykyä, mutta lisää kuitenkin fotosynteesiä, koska solunvälisen ja lehden pinnan CO2 välillä on lisääntynyt gradientti ja lisääntynyt karboksylaasientsyymin RuBisCO karboksylaatioaste (C3-kasveissa). Kuukausien jaksojen aikana kohonnut [CO2] voi lisätä kasvillisuuden biomassaa lisääntyneen GPP:n seurauksena. Tämä lisääntynyt biomassa voidaan allokoida maanalaiseen tai maanpäälliseen biomassaan ja erityisesti lehtiin. Tämä kasvanut lehtien biomassa on havaittu kaukohavainnoinneilla, ja siihen viitataan ”viherryttäjänä” (Forzieri et al 2017, Keenan 2015, Lu ym 2016, Zhu ym 2016)”

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu