Rośliny w obliczu niepewnej przyszłości

Wokół tajemnicy życia na Ziemi

Jak zmieni się świat roślin, jeżeli zrealizują się czarne scenariusze dotyczące emisji gazów cieplarnianych i jeżeli nie podejmiemy na czas skutecznych działań?

Naukowcy potrafią dzisiaj z dużym prawdopodobieństwem symulować zmiany w szacie roślinnej, korzystając z danych dotyczących przemian, jakie dokonywały się w przeszłości. W jednej z analiz zakładają, że w scenariuszu RCP8.5 oznaczającym wzrost poziomu CO₂ do około 1370 ppm CO₂ do 2100 roku (model gospodarki business as usual) prawdopodobieństwo zmiany składu gatunkowego i struktury roślinności sięga w obu przypadkach ponad 60% (Nolan et al. 2018).

Pozostaje nadzieja, że w naszej strefie klimatycznej, w Polsce zmiany nie będą tak drastyczne i wolniejsze. Niestety przewidywania naukowców nie dają takiej nadziei. Dowodzi tego dramatyczny apel naukowców z Polskiej Akademii Nauk z 2019 r. Zwrócili w nim uwagę, że jedną z prawdopodobnych konsekwencji globalnego ocieplenia będzie zmiana zasięgów geograficznych gatunków drzew, nie tylko tych rzadkich, ale i dominujących w naszym krajobrazie. Przewidują, że w ciągu kilkunastu, najdalej kilkudziesięciu lat w wyniku zmian klimatu z terenu Polski mogą zniknąć takie gatunki drzew jak: sosna zwyczajna, świerk pospolity, modrzew europejski czy brzoza brodawkowata. To tylko cztery gatunki drzew, ale stanowią one główny składnik naszych drzewostanów, rosną na blisko 75% powierzchni lasów (PAN 2019). Pamiętajmy, że z tymi drzewami są związane setki gatunków roślin, zwierząt, grzybów i mikroorganizmów. Dla nich to także oznacza zagładę.

Jest też dobra strona rosnącej globalnej temperatury. Wzrost poziomu CO₂ w atmosferze skutkuje wzrostem fotosyntezy roślin – to tzw. efekt nawożenia węglem. Badania wykazały, że między 1982 a 2020 r. globalna fotosynteza roślin wzrosła o 12%, podczas gdy poziom CO₂ w atmosferze wzrósł o 17% (Keenan et al. 2022). Zmiana klimatu wpływa również na inne czynniki krytyczne dla wzrostu roślin, takie jak składniki odżywcze, temperatura i woda. Naukowcy, którzy badali setki gatunków roślin w latach 1980-2017, odkryli, że większość nienawożonych ekosystemów lądowych staje się uboga w składniki odżywcze, szczególnie w azot. Przypisali ten spadek składników odżywczych globalnym zmianom, w tym wzrostowi poziomu CO₂ i rosnącym temperaturom (Craine et al. 2018). Wyższe temperatury mogą sprawić, że enzymy odpowiedzialne za wiązanie azotu przez rośliny będą mniej wydajne (Bytnerowicz et al. 2022). Rosnące temperatury powodują również wydłużenie sezonu wegetacyjnego. Ponieważ rośliny będą więcej rosły i przez dłuższy czas, będą zużywać więcej wody. W rezultacie gleby będą bardziej suche, mniej wody spłynie do rzek i strumieni. Gdy gleby są suche, rośliny są zestresowane i nie absorbują tak dużo CO₂, co może ograniczać fotosyntezę (Green et al. 2019). Bardzo liczymy na lasy jako naturalne „pochłaniacze” gazów cieplarnianych. Ale spełniają one tę rolę tylko wtedy, gdy są zdrowe. Tymczasem upał lub susza osłabiają drzewa, czyniąc je bardziej podatnymi na ogień, choroby i owady, osłabiając ich wzrost i zmniejszając szybkość wchłaniania CO₂ (Charney et al. 2016).

Wiele badań dotyczących reakcji roślin na zmiany klimatu jednoznacznie wskazuje, że większość roślin będzie w przyszłości poddana wielu niebezpiecznym czynnikom i stanie się mniej produktywna. Niepewna przyszłość roślin, a wraz z nią nasza, zaczęła się już dziś.

Prof. Piotr Skubała

Literatura:
- Bytnerowicz T.A., Akana, P.R., Griffin, K.L. et al. 2022. Temperature sensitivity of woody nitrogen fixation across species and growing temperatures. „Nature Plants” 8: 209–216 (2022). doi.org/10.1038/s41477-021-01090-x.
- Craine J.M., Elmore A.J., Wang L. et al. 2018. Isotopic evidence for oligotrophication of terrestrial ecosystems. „Nature Ecology & Evolution” 2: 1735–1744. doi.org/10.1038/s41559-018-0694-0.
- Green J.K., Seneviratne S.I., Berg A.M. et al. 2019. Large influence of soil moisture on long-term terrestrial carbon uptake. „Nature” 565: 476–479. doi.org/10.1038/s41586-018-0848-x.
- Keenan T.F., Luo X., De Kauwe M.G. et al. 2022. Retraction Note: A constraint on historic growth in global photosynthesis due to increasing CO₂. „Nature” 606: 420. doi.org/10.1038/s41586-022-04869-w.
- Charney N.D., Babst F., Poulter B. et al. 2016. Observed forest sensitivity to climate implies large changes in 21st century North American forest growth. „Ecology Letters” 19: 1119-1128. /doi.org/10.1111/ele.12650.
- Nolan C., Overpeck J. T., Allen J. R. M. et al. 2018. Past and future global transformation of terrestrial ecosystems under climate change. „Science” 361: 920–923. DOI: 10.1126/science.aan5360.
- PAN 2019. Ponury scenariusz dla polskich lasów: czeka nas drastyczna zmiana przyrody, 19 września 2019 r., informacje.pan.pl/informacje/nauki-biologiczne-i-rolnicze/2761-ponury-scenariusz-dla-polskich-lasow-czeka-nas-drastyczna-zmiana-przyrody [dostęp 02.08.2022].

Sprostowanie

W wydaniu 7-8/2022 prof. Piotr Skubała w felietonie pt. „O zmarzlinie, która może zagrażać ludzkości” omyłkowo napisał: „Zmarzlina zajmuje 10 milionów km², to około 20% powierzchni lądów”. Poprawna wersja dotycząca zmarzliny brzmi następująco: „Zmarzlina zajmuje pomiędzy 14 a 15,7 milionów km², to około 11% odsłoniętej powierzchni lądów”.

Źródło: Obu J. (2021). How much of the Earthʼs surface is underlain by permafrost?, „Journal of Geophysical Research: Earth Surface”, 126, e2021JF006123. doi.org/10.1029/2021JF006123

Za pomyłkę przepraszamy.

Redakcja Dzikiego Życia