Pflanzen absorbieren mehr CO2 als wir dachten, aber


 

Durch das Verbrennen fossiler Brennstoffe treibt der Mensch die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre schnell an, was wiederum die globalen Temperaturen erhöht. Aber nicht alle CO2 freigesetzt von der Verbrennung von Kohle, Öl und Gas bleibt in der Luft. Gegenwärtig werden etwa 25% der Kohlenstoffemissionen, die durch menschliche Aktivitäten erzeugt werden, von Pflanzen absorbiert, und eine weitere ähnliche Menge landet im Ozean.

Um zu wissen, um wie viel mehr fossile Brennstoffe wir verbrennen können, während wir gefährliche Klimaveränderungen vermeiden, müssen wir wissen, wie sich diese "Kohlenstoffsenken" in Zukunft verändern können. EIN neue Studie Geführt von Dr. Sun und Kollegen, die im US-Journal Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht wurden, zeigt sich, dass das Land etwas mehr Kohlenstoff aufnehmen könnte, als wir dachten.

Es ändert sich jedoch nicht signifikant, wie schnell wir die CO2-Emissionen reduzieren müssen, um gefährliche Klimaänderungen zu vermeiden.

Modelle überschätzen CO2

Die neue Studie schätzt, dass in den vergangenen 110-Jahren einige Klimamodelle die CO-Menge überschätzt haben2 das bleibt in der Atmosphäre, etwa bei 16%.

Modelle sind nicht dafür ausgelegt, uns zu sagen, was die Atmosphäre tut: Dafür gibt es Beobachtungen, und sie sagen uns, dass CO2 Konzentrationen in der Atmosphäre sind derzeit über 396 Teile pro Million, oder etwa 118 Teile pro Million gegenüber vorindustriellen Zeiten. Diese atmosphärischen Beobachtungen sind in der Tat die genauesten Messungen des Kohlenstoffzyklus.


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Aber Modelle, die dazu dienen, die Ursachen von Veränderungen zu verstehen und die Zukunft zu erforschen, passen oft nicht perfekt zu den Beobachtungen. In dieser neuen Studie haben die Autoren vielleicht einen Grund gefunden, der erklärt, warum einige Modelle CO überschätzen2 in der Atmosphäre.

Zu den Blättern schauen

Pflanzen nehmen Kohlendioxid aus der Luft, kombinieren Sie es mit Wasser und Licht, und machen Kohlenhydrate - den Prozess der Photosynthese bekannt.

Es ist gut bekannt, dass als CO2 In der Atmosphäre nimmt die Photosyntheserate zu. Dies ist bekannt als die CO2 Düngungseffekt.

Aber die neue Studie zeigt, dass Modelle die Art, wie sie Photosynthese simulieren, nicht ganz richtig haben. Die Gründe kommen auf, wie CO2 bewegt sich im Blatt einer Pflanze herum.

Models benutzen das CO2 Konzentration in den Blattzellen einer Pflanze, in der sogenannten substomatalen Höhle, um die Empfindlichkeit der Photosynthese für steigende CO-Mengen zu erhöhen2. Aber das ist nicht ganz richtig.

Die neue Studie zeigt, dass CO2 Tatsächlich sind die Konzentrationen in den Chloroplasten einer Pflanze niedriger - in den winzigen Kammern einer Pflanzenzelle, in der tatsächlich Photosynthese stattfindet. Dies ist, weil das CO2 muss eine zusätzliche Reihe von Membranen durchlaufen, um in die Chloroplasten zu gelangen.

Dies bedeutet, dass die Photosynthese bei niedrigerem CO stattfindet2 als Modelle annehmen. Aber kontraintuitiv, weil die Photosynthese auf steigende CO-Gehalte reagiert2 Bei niedrigeren Konzentrationen entfernen Pflanzen mehr CO2 als Reaktion auf steigende Emissionen als Modelle zeigen.

Die Photosynthese nimmt wie CO zu2 Konzentrationen steigen aber nur bis zu einem Punkt. Irgendwann mehr CO2 hat keinen Einfluss auf die Photosynthese, die gleich bleibt. Es wird gesättigt.

Wenn jedoch die Konzentrationen in einem Blatt niedriger sind, ist dieser Sättigungspunkt verzögert, und das Wachstum der Photosynthese ist höher, was mehr CO bedeutet2 wird von der Pflanze aufgenommen.

Die neue Studie zeigt, dass bei der Berücksichtigung der CO2 Diffusivität im Blatt, der 16% Unterschied zwischen modelliertem CO2 in der Atmosphäre verschwinden die wirklichen Beobachtungen.

Es ist ein großartiges, sauberes Stück Wissenschaft, das die Feinheiten der Blattebenenstruktur mit der Funktionsweise des Erdsystems verbindet. Wir werden sie erneut untersuchen müssen, wie wir Photosynthese in Klimamodellen modellieren und ob es angesichts der neuen Erkenntnisse einen besseren Weg gibt.

Ändert dies, wie viel CO2 Das Land nimmt ab?

Diese Studie legt nahe, dass einige Modelle von Klimamodellen die von Pflanzen gespeicherte Kohlenstoffmenge zu niedrig simulieren und folglich übermäßig simulieren, wie viel Kohlenstoff in die Atmosphäre gelangt. Die Landsenke könnte etwas größer sein - obwohl wir noch nicht wissen, wie viel größer.

Wenn die Landsenke eine bessere Arbeit leistet, bedeutet dies, dass wir für eine gegebene Klimastabilisierung ein bisschen weniger CO2-Minderung machen müssten.

Aber die Photosynthese ist lange, lange bevor eine echte Kohlenstoffsenke entsteht, die Kohlenstoff tatsächlich lange speichert.

Über 50% aller CO2 durch Photosynthese aufgenommen, geht es bald nach der Pflanzenatmung wieder in die Atmosphäre.

Von dem, was übrig bleibt, kehrt auch mehr als 90% durch mikrobiellen Abbau in den Böden und Störungen wie Feuer in den folgenden Monaten bis Jahren in die Atmosphäre zurück - was bleibt, ist das Land sinken.

Gute Nachrichten, aber keine Zeit für Selbstzufriedenheit

Die Studie ist ein seltenes und willkommenes Stück möglicher guter Nachrichten, aber sie müssen in einen Kontext gestellt werden.

Die Landsenke hat sehr große Unsicherheiten, sie wurden gut quantifiziert, und die Gründe sind vielfältig.

Einige Modelle deuten darauf hin, dass das Land auch in diesem Jahrhundert mehr Kohlenstoff absorbieren wird, einige sagen voraus, dass es bis zu einem gewissen Grad mehr Kohlenstoff aufnehmen wird, und einige sagen voraus, dass das Land Kohlenstoff freisetzen wird.

Die Gründe dafür sind vielfältig und beinhalten begrenzte Informationen darüber, wie sich das Auftauen von Permafrost auf große Kohlenstoffspeicher auswirkt, wie der Mangel an Nährstoffen die weitere Ausdehnung der Landsenke begrenzen könnte und wie sich das Feuerregime in einer wärmeren Welt verändern könnte.

Diese Unsicherheiten sind um ein Vielfaches größer als die mögliche Wirkung des Blattes CO2 Diffusion. Das Entscheidende ist, dass Menschen weiterhin die volle Kontrolle darüber haben, was mit dem Klimasystem in den kommenden Jahrhunderten passiert, und was wir mit Treibhausgasemissionen tun, wird weitgehend seinen Verlauf bestimmen.

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch
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Über den Autor

canadell pepPep Canadell ist Forschungswissenschaftler im Flaggschiff CSIRO Oceans and Atmosphere und geschäftsführender Direktor des Global Carbon Project, einem internationalen Forschungsprojekt zur Erforschung der Wechselwirkungen zwischen Kohlenstoffkreislauf, Klima und menschlichen Aktivitäten. Er konzentriert sich auf kollaborative und integrative Forschung, um globale und regionale Aspekte des Kohlenstoff- und Methankreislaufs, die Größe und die Anfälligkeit von Kohlenstoffspeicherpools in der Erde und Wege zur Stabilisierung des Klimas zu untersuchen. Er veröffentlicht auf dem Gebiet der globalen Ökologie und Erdsystemwissenschaften http://goo.gl/Ys7vdF

Disclosure Statement: Pep Canadell erhält finanzielle Unterstützung vom Australian Climate Change Science Program.


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