Zemljišta severnih šuma su ključni rezervoari koji pomažu da se ugljen-dioksid koji drveće udiše i koristi za fotosintezu ne vrati u atmosferu. Ali jedinstveni eksperiment koji je vodio Piter Rajh sa Univerziteta u Mičigenu pokazuje da, na planeti koja se zagreva, više ugljenika izlazi iz tla nego što ga dodaju biljke.
„Ovo nije dobra vest jer sugeriše da će, kako se svet zagreva, tla vraćati deo svog ugljenika u atmosferu“, rekao je Rajh, direktor Instituta za biologiju globalnih promena u U-M.
„Velika priča je da će gubitak više ugljenika uvek biti loša stvar za klimu“, rekao je Guopeng Liang, vodeći autor studije objavljene u Nature Geoscience. Liang je tokom studije bio postdoktorski istraživač na Univerzitetu u Minesoti, a sada je postdoktorski istraživač na Univerzitetu Jejl i saradnik na razmeni na Institutu za biologiju globalnih promena.
Razumevanjem kako rastuće temperature utiču na protok ugljenika u i iz tla, naučnici mogu bolje razumeti i predvideti promene u klimi naše planete. Šume, sa svoje strane, čuvaju otprilike 40% ugljenika u zemljištu.
Zbog toga je bilo mnogo istraživačkih projekata koji proučavaju kako klimatske promene utiču na protok ugljenika iz šumskog zemljišta. Ali malo njih je trajalo duže od tri godine i većina gleda na zagrevanje ili u tlu ili u vazduhu iznad njega, ali ne i jedno i drugo, rekao je Rajh.
U eksperimentu za koji se veruje da je bio prvi takve vrste koji je vodio Rajh, istraživači su kontrolisali i temperaturu tla i nadzemne temperature na otvorenom, bez upotrebe bilo kakvog zatvorenog prostora. Takođe su održavali studiju više od deset godina.
„Naš eksperiment je jedinstven“, rekao je Rajh, koji je takođe profesor na U-M školi za životnu sredinu i održivost. „To je daleko najrealniji ovakav eksperiment na svetu.
Kompromis je u tome što je vođenje tako sofisticiranog eksperimenta tako dugo skupo. Istraživanje su podržali Nacionalna fondacija za nauku, Ministarstvo energetike SAD i Univerzitet u Minesoti, gde je Rajh takođe ugledni profesor Univerziteta Meknajt.
Rajhu i Liangu su se pridružile kolege sa Univerziteta u Minesoti, Univerziteta Ilinois i Centra za istraživanje životne sredine Smithsonian.
Tim je radio na dve lokacije u severnoj Minesoti na ukupno 72 parcele, istražujući dva različita scenarija zagrevanja u poređenju sa ambijentalnim uslovima.
U jednoj, parcele su držane na 1,7 stepeni Celzijusa iznad ambijentalne, a u drugoj razlika je bila 3,3 stepena Celzijusa (ili oko 3 i 6 stepeni Farenhajta, respektivno). Disanje tla — proces koji oslobađa ugljen-dioksid — povećano je za 7% u slučaju skromnijeg zagrevanja i za 17% u ekstremnijem slučaju.
Udisani ugljenik potiče od metabolizma korena biljaka i mikroba u zemljištu koji se hrane grickalicama koje sadrže ugljenik koje su im dostupne: šećeri i skrobovi izluženi iz korena, mrtvi i raspadnuti delovi biljaka, organska materija zemljišta i drugi živi i mrtvi mikroorganizmi.
„Mikrobi su veoma slični nama. Nešto od onoga što jedemo se udiše nazad u atmosferu“, rekao je Rajh. „Oni koriste isti metabolički proces kao i mi da udišu CO 2 nazad u vazduh.
Iako se količina udahnutog ugljen-dioksida povećala na parcelama na višim temperaturama, verovatno nije skočila onoliko koliko je mogla, otkrili su istraživači.
Njihova eksperimentalna postavka je takođe uzimala u obzir vlagu u tlu, koja se smanjivala na toplijim temperaturama koje uzrokuju brži gubitak vode iz biljaka i tla. Mikrobi, međutim, preferiraju vlažnija tla, a suva tla sa ograničenim disanjem.
„Poruka za poneti je da će šume izgubiti više ugljenika nego što bismo želeli“, rekao je Rajh. „Ali možda ne kao što bi da se ovo sušenje ne dešava.“
