Takhle před pěti lety pokus začínal…

Rostliny a půda normálně fungují jako houba nasávající atmosférický oxid uhličitý, ale nový výzkum prokázal, že jeden abnormálně teplý rok dokáže snížit množství oxidu uhličitého, které jsou některé travnaté ekosystémy schopny pohltit (a zabudovat uhlík do svých těl), a to i v následujícím roce. Tyto výsledky vyplynuly z čtyři roky trvajícího pokusu provedeného v uzavřených, dvanáctitunových kontejnerovaných travnatých „parcelách“ v Desert Research Institute (DRI) v Renu v Nevadě.

Zvětšit obrázek

Dr. Jay Arnone: „Tohle je první studie ke kvantitativnímu sledování příjmu oxidu uhličitého a jeho ztrát v celých ekosystémech během abnormálně teplých let. Takové opožděné reakce, které v systému přetrvávají i více než jeden rok, jsou dramatickou připomínkou křehkosti ekosystémů, jež jsou klíčovými hráči v globální uhlíkové správě.“

Rostliny a půda v ekosystémech pomáhají významně regulovat množství CO₂ v atmosféře. Rostliny potřebují CO₂ jako svou „potravu“, aby mohly fotosyntézou vytvářet látky potřebné pro svůj růst a do zásoby. Většinu CO₂ absorbují během jarní a letní vegetační sezóny, přijatý uhlík ukládají v podobě cukrů, škrobů a celulózy ve svých listech, stoncích a kořenech... Takto uložený uhlík se vrací do půdy, když rostlina odumře a zpět do atmosféry se dostane, až bakterie rozloží mrtvou rostlinnou hmotu (nebo když dojde k jejímu spálení).

Čtyřletá studie na DRI využila původní oklahomské ekosystémy prérijních trav, které byly uzavřeny uvnitř čtyř komor o velikosti obývacího pokoje. Tucet dvanáctitunových, šest stop hlubokých „vzorků“ bylo vyjmuto z výzkumného pozemku prérijního výzkumu University of Oklahoma blízko Normanu tak, aby bylo minimalizováno narušení rostlin a půdních bakterií. Uvnitř DRI v komorách EcoCELL s řízeným slunečním svitem vědci nasimulovali průběh denních a sezónních změn teploty a dešťových srážek, přesně tak, jak probíhají ve volné přírodě.

Ve druhém roce studie byla polovina těchto „pozemků“ vystavena teplotám typickým pro „normální“ rok, zatímco ta druhá polovina “zažila“ působení vyšších teplot (+4 ^oC), podobných těm, co se objevují v prognózách Mezivládního panelu klimatických změn pro konec tohoto století.

Pokračování pokusu probíhalo v uzavřených sklenících s řízenou atmosférou.

Ve třetím roce studie byly teploty nad těmi teplejšími pozemky opět sníženy tak, aby se vyrovnaly teplotám na kontrolních pozemcích. Po celé čtyřleté období studie byl sledován v každé komoře tok CO₂ – tedy množství oxidu uhličitého přesunujícího se mezi atmosférou a biosférou.

Zařízení EcoCELL v DRI umožnilo vědcům nebývalý stupeň kontroly v takto uzavřených ekosystémech. Díky tomu dokázali nejenom rok od roku vytvářet podmínky se stejnou teplotou vzduchu, ale mohli také nezávisle kontrolovat teplotu půdy v každé komoře – klíčovou charakteristiku, která zlepšuje ekologický význam výsledků. Každý kontejnerovaný ekosystém byl navíc zkoumán s pomocí speciálního typu váhy podobné té, která je používaná k vážení náklaďáků na dálnicích. Vědci použili tyto váhy ke sledování množství vody, která byla přijata a vydána rostlinami a půdou v normálních i abnormálních letech. A tak každý kontejnerovaný pozemek sloužil jako přesné zařízení k měření vody a živin profiltrovaných půdou.

Vědci zjistili, že ekosystémy vystavené abnormálně teplému roku vykázaly snížený čistý příjem CO₂, a to minimálně ještě v následujícím roce. Tyto ekosystémy zachytily a udržely zhruba o třetinu méně uhlíku v následujícím roce, než ty pozemky, které byly po celou dobu pokusu vystavené normálním teplotám.

V teplém roce za to může větší odpařování vody. S vyšší teplotou rostliny uzavřou póry a zpomalí fotosyntézu, čímž se zmenší ukládání CO₂. Proč se ale vše nevrátilo do původních hodnot v následujícím roce? To není úplně jisté, i když jedno vysvětlení se nabízí: V teplejším roce ukládaly rostliny CO₂ do půdy stejně jako kdykoliv jindy, ale neprováděly tak intenzivně fotosyntézu. Mikroorganismy v půdě tak v dalším roce měly k dispozici vyšší zásobu CO₂, a proto jej i více uvolnily do ovzduší.

James Coleman: „Naše výsledky potvrzují, že ekosystémy reagují na klimatickou změnu mnohem složitějším způsobem, než by se dalo očekávat na základě tradičních experimentů a pozorování. Naše výsledky poskytují nové informace pro ty, kteří tvoří takzvanou uhlíkovou politiku na základě vědeckých poznatků.“

Četné studie poukazovaly na to, že hladina zemského atmosférického CO₂ stoupla zhruba o jednu třetinu od počátků „průmyslové revoluce“. Oxid uhličitý pomáhá zachycovat teplo v atmosféře a politické i ekonomické „špičky“ světa projednávají politické a ekonomické reformy k omezení těch miliard tun CO₂, které každoročně přidává do atmosféry spalování fosilních paliv, aby nedocházelo k další eskalaci globálního oteplování. Jak může teplý rok přispět k dalšímu zvýšení obsahu CO₂ přispívajícího k nárůstu skleníkového efektu ukázala tato nová studie z Rice University. Vše tedy nasvědčuje tomu, že vyšší teplota nemusí vždy znamenat lepší podmínky pro růst rostlin a rychlejší zabudovávání uhlíku z oxidu uhličitého do jejich těl.

I když pokus probíhal za soudobé koncentrace CO₂ ve vzduchu a v budoucnu se dá očekávat její další zvýšení, takže budoucí skutečnost se může od současných zjištění lišit. Již dnes však můžeme říci, že ve většině ekosystémů dojde ke snížení schopnosti rostlin CO₂ absorbovat.

Zdroj: Rice University