Denna närbild av ett löv togs på Barro Colorado Island 2013. Växtblad tenderar att tjockna under högre CO2, men andra faktorer, som koncentrationen av kväve i bladen, påverkar också växtens reaktion. Kredit:Brian Gratwicke/Flickr
Hur växter kommer att klara sig när koldioxidnivåerna fortsätter att stiga är ett knepigt problem och, forskare säger, särskilt irriterande i tropikerna. Vissa aspekter av växters överlevnad kan bli lättare, vissa delar blir svårare, och det kommer att finnas artvinnare och förlorare. De resulterande förändringarna i vegetationen kommer att hjälpa till att bestämma den framtida riktningen för klimatförändringarna.
För att utforska frågan, en studie ledd av University of Washington tittade på hur tropiska skogar, som absorberar stora mängder koldioxid, kan justeras som CO 2 fortsätter att klättra. Deras resultat visar att flera förändringar som sker i växternas löv och konkurrens mellan arter kan bevara dessa ekosystems förmåga att absorbera koldioxid från atmosfären. Den resulterande artikeln publicerades 16 januari i tidskriften Globala biogeokemiska cykler .
"Våra resultat tyder på att växter med vissa typer av svar, som att göra deras blad tjockare, kommer i slutändan att växa bättre i tropiska skogar än sina konkurrenter, " sa seniorförfattaren Abigail Swann, en UW docent i atmosfäriska vetenskaper och biologi. "Om dessa bättre växande växter blir vanligare i skogen, de totala hastigheterna för vatten- och kolutbyte kan förbli närmare vad de är nu."
En tidigare studie av Swanns grupp visade att tropiska växters blad blir tjockare som CO 2 klättringar skulle förvärra klimatförändringarna, eftersom tjockare blad också kan vara mindre. Växter skulle då fånga mindre solljus för fotosyntes, absorbera mindre koldioxid från luften och avge mindre vattenånga, allt förvärrar uppvärmningen på grund av klimatförändringarna.
Det här fotot visar regnskogen på Panamas Barro Colorado Island 2007. Ön är värd för en forskningsstation som används för att studera tropiska växter och ekosystem som gav data till modellen. Kredit:Scott Ableman/Flickr
Det nya arbetet utökar omfattningen av denna fråga till att omfatta konkurrens mellan växtarter, och förhållandet mellan kol och kväve i deras löv. Högre koldioxidhalt i atmosfären gör det lite lättare för växter att fotosyntetisera. Men om kvävet inte kan hänga med, anläggningen blir mindre effektiv på att producera energi.
"Även om det har observerats hända, domen är fortfarande ute om varför just växter växer tjockare löv under hög CO 2 , " Sa Swann. Den nya modelleringsstudien föreslår en förklaring:"Tjockare löv kan koncentrera kvävet så att fotosynteshastigheten per bladyta är hög."
Författarna körde simuleringar för Barro Colorado Island, en skogbevuxen tropisk ö i Panama där modellen hade testats väl mot förhållandena på marken. Simuleringarna inkluderade en eller två arter av bredbladiga vintergröna tropiska träd, som vilda cashewnötter och lagerbär från Ecuador. Träden var programmerade att ha olika svar på den högre koldioxiden och kunde konkurrera med varandra om utrymmet.
Träd som var programmerade att ha mer kol i förhållande till kväve i sina löv blev mindre effektiva vid fotosyntes, som hjälper dem att växa, och släppte ut mindre vattenånga, som hjälper träd att hålla sig svala. Men trädslag vars löv också tjocknade var bättre på att absorbera kol och producera vattenånga, hjälpa dem att växa sig höga och hålla sig svala, och kunde även konkurrera ut sina grannar.
"Vårt arbete tyder på att genom att flytta vilka växter som växer i skogen kan det bli mindre allvarliga konsekvenser av högre koldioxid 2 än andra studier har föreslagit, "Swann sa. "Det finns mycket vi fortfarande inte vet om hur växter reagerar på klimatförändringar - det här arbetet sätter verkligen upp några bästa gissningar om vilka växter som kommer att växa bäst i framtida tropiska skogar som vi kan testa med fler observationer. "
