Tropske šume čine više od 50% globalnog kopnenog ponora ugljenika, ali klimatske promene prete da promene ravnotežu ugljenika u ovim ekosistemima.
Novo istraživanje naučnika i kolega iz Nacionalne laboratorije Lorensa Livermora (LLNL) sa Državnog univerziteta u Koloradu i Instituta za tropska istraživanja Smitsonijan otkrilo je da zagrevanje i sušenje tla tropskih šuma može povećati ranjivost zemljišta na ugljenik, povećavajući degradaciju starijeg ugljenika. Istraživanje se pojavljuje u časopisu Priroda.
„Ovi nalazi impliciraju da će i zagrevanje i sušenje, ubrzavanjem gubitka starijeg ugljenika u zemljištu ili smanjenjem unosa svežeg ugljenika, intenzivirati gubitke ugljenika u zemljištu i negativno uticati na skladištenje ugljenika u tropskim šumama pod klimatskim promenama“, rekla je naučnica LLNL Karis McFarlane. , glavni autor rada.
Tropske šume razmenjuju više CO 2 sa atmosferom nego bilo koji drugi kopneni biom i skladište skoro jednu trećinu globalnih zaliha ugljenika u tlu. Tropski kopneni ekosistemi takođe imaju najkraće srednje vreme zadržavanja ugljenika na Zemlji, samo 6-15 godina, što znači da svaka promena u unosu ili izlazu ugljenika (uključujući CO 2 koji se emituje iz tla) može imati velike i relativno brze posledice po tropski ekosistem bilans ugljenika i povratne informacije ugljenik-klima.
Klimatske projekcije sugerišu budućnost koja će biti toplija i suša za veći deo tropskih predela sa sve većim intenzitetom suše i dužinom sušne sezone za Neotrope (region koji se proteže od južnog Meksika preko Centralne Amerike i severne Južne Amerike, uključujući ogromnu amazonsku prašumu).
Istraživanje, sprovedeno tokom eksperimenata klimatske manipulacije u tropskim šumama u Panami, pokazuje da i grejanje celog profila in situ zemljišta za 4 °C i isključenje 50% padavina povećavaju ugljenik-14 u CO 2 koji se oslobađa iz tla, povećavajući prosečna starost ugljenika za ekvivalent od ~2–3 godine.
Važno je da su se mehanizmi koji su u osnovi ove promene razlikovali između zagrevanja i sušenja. Zagrevanje je ubrzalo razgradnju starijeg ugljenika jer je povećana emisija CO 2 osiromašila novi ugljenik. Sušenje je potisnulo razgradnju novijih unosa ugljenika i smanjilo emisiju CO 2 iz tla, čime se povećao doprinos starijeg ugljenika oslobađanju CO 2 .
„Terski i laboratorijski eksperimenti sugerišu da će zagrevanje klime stimulisati neto gubitak globalnog ugljenika u zemljištu u atmosferi, ali kako će zagrevanje i sušenje klime uticati na balans ugljenika u šumama i drugim ekosistemima manje je jasno“, rekao je Mekfarlan.
Većina prethodnih radova o tropskim šumama razmatrala je samo ukupne stope protoka CO 2, koje su važne za određivanje ukupnog balansa ugljenika u tropskim šumama, ali su ograničene u svojoj sposobnosti da otkriju mehanizme iza uočenih promena. Ti mehanizmi se mogu otkriti vrednostima ugljenika-14, koje ukazuju na prosečnu starost izvora ugljenika koji se metabolišu i oslobađaju kao CO 2.
„Novi“ ili „mladi“ ugljenik je fiksiran iz atmosfere u poslednjih nekoliko godina, dok je stariji ugljenik „decenijsko star“ obogaćen ugljenikom-14 u odnosu na trenutnu atmosferu. Čak i stariji „vekovni“ ili „milenijumski stari“ su osiromašeni ugljenikom-14 u odnosu na trenutnu atmosferu.
U trenutnoj studiji, tim je utvrdio kako zagrevanje i sušenje utiču na količinu i starost ugljenika koji se oslobađa kao CO 2 u dve različite ravničarske tropske šumske oblasti u Panami koje su podložne eksperimentalnom zagrevanju tla ili eksperimentalnom sušenju. Oni su izmerili izotope ugljenika-14 i ugljenika-13 CO 2 koji udiše tlo.
Koristeći LLNL-ov Centar za akceleratorsku masenu spektrometriju, MekFarlejn i njen tim su otkrili da zagrevanje tla povećava ugljen-14 udisanog CO 2 tokom vlažne sezone, što ukazuje na veće oslobađanje „bombe“ (oko 1963. od podzemnih nuklearnih testiranja) ugljenika pod zagrejanim i vlažni uslovi. Konkretno, zagrevanje je stimulisalo razgradnju starijeg ugljenika u zemljištu povećanjem ukupnog oslobađanja CO 2 u zemljištu, što je izazvalo mikrobiološko prebacivanje u korišćenju resursa nakon iscrpljivanja sveže organske materije do starijeg ugljenika u zemljištu. Nasuprot tome, sušenje je smanjilo ukupno oslobađanje CO 2 u zemljištu, ali je takođe povećalo ugljenik-14 udisanog CO 2 ograničavajući isporuku svežeg ugljenika (iz lišća ili korena) do razlagača.
„Ovo ograničenje mikrobnog pristupa svežem ugljeniku objašnjava pomak ka povećanom doprinosu starijeg ugljenika u ukupnim emisijama CO 2 iz tla sa zagrevanjem i sušenjem“, rekao je Mekfarlan. „Naši rezultati sugerišu da će klimatske promene povećati ranjivost prethodno uskladištenog ugljenika u zemljištu u tropskim šumama stimulišući razlaganje i gubitak starog ugljenika.“
