Zmiana klimatu sprawia, że rośliny i ekosystemy są coraz bardziej spragnione

Ważne funkcje ekosystemów będą w przyszłości coraz bardziej zależeć od dostępności wody.

Na podstawie aktualnych symulacji modeli klimatycznych międzynarodowy zespół badawczy znalazł kilka regionów, w których woda coraz bardziej ogranicza ekosystemy. Należą do nich między innymi Europa Środkowa, Amazonia i zachodnia Rosja. Zdrowe ekosystemy są niezbędne dla społeczeństwa, ponieważ pełnią wiele ważnych funkcji, np. zapewniają zaopatrzenie w żywność i wodę, wiążą gazy cieplarniane uwalniane przez człowieka oraz chłodzą środowisko.

Zdrowe ekosystemy potrzebują wystarczającej ilości energii słonecznej i wody z gleby. Tylko w ten sposób roślinność może prowadzić fotosyntezę i rosnąć, przyczyniając się do zapewnienia licznych ważnych funkcji ekosystemów. Zmiana klimatu wpływa na dostępność energii i wody dla roślin. Podczas gdy z powodu globalnego ocieplenia rośliny na całym świecie otrzymują coraz więcej energii, regionalna dostępność wody staje się w przyszłości coraz bardziej niepewna.

W nowym badaniu opublikowanym w czasopiśmie naukowym Nature Climate Change, zespół badawczy z Niemiec, Holandii i Australii zbadał ten problem za pomocą nowoczesnych modeli klimatycznych. Za pomocą aktualnych symulacji przeanalizowano dane za okres od 1980 do 2100 roku. W ten sposób odkryto, jak jednoczesne zmiany w dostępności wody i energii wpływają na funkcje i usługi ekosystemów.

«Stwierdziliśmy, że ekosystemy na całym świecie stają się coraz bardziej spragnione, są coraz silniej zależne od wody«, mówi dr Jasper Denissen, były doktorant w Instytucie Biogeochemii im. Maxa Plancka w Jenie i główny autor badania. Naukowcy wskazali kilka «regionów newralgicznych», w których ekosystemy szczególnie szybko popadają w zależność od wody. Należą do nich duże obszary Europy Środkowej, Amazonii i zachodniej Rosji.

Rosnąca zależność od wody wynika z różnych przyczyn. W ekosystemach, które już wcześniej cierpiały na niedobór wody, zapotrzebowanie na nią nadal rośnie. Ponadto w wielu regionach, w których ekosystemy wcześniej nie były wystarczająco zaopatrzone w energię cieplną, woda coraz częściej staje się czynnikiem ograniczającym. Przyczyną tego jest rosnący dopływ energii spowodowany globalnym ociepleniem w ramach zmian klimatu. Zgodnie z badaniem, w roku 2100 w porównaniu z rokiem 1980 roślinność na dodatkowych 6 milionach kilometrów kwadratowych powierzchni lądowej będzie ograniczana przez dostępność wody. Efekt ten występuje nie tylko w wymiarze przestrzennym, ale i czasowym. Czas trwania zależności od wody wzrośnie w niemal połowie badanego obszaru nawet o 2 miesiące rocznie.

„Z tych przesunięć przestrzennych i czasowych wynika, że rośliny na Ziemi są zależne od wody na większych obszarach oraz przez dłuższe, nieprzerwane okresy czasu"„ mówi dr René Orth, również główny autor badania. Zagraża to stabilności i zdrowiu ekosystemów. Ważne funkcje społeczne mogą zostać ograniczone. Do możliwych skutków należą niedobór żywności i wody, zmniejszenie pochłaniania uwalnianego przez człowieka dwutlenku węgla (CO2) z atmosfery, a także malejąca zdolność buforowania ekstremalnych zjawisk pogodowych, takich jak upały i susze. Różne funkcje i usługi ekosystemów są ze sobą powiązane na wiele sposobów, co ilustruje następujący mechanizm fizjologii roślin. Podczas fotosyntezy na powierzchni liścia otwierają się maleńkie pory, tzw. aparaty szparkowe, aby pobierać CO2 z atmosfery. Przekształcając CO2, roślina pozyskuje energię i buduje biomasę. Przyczynia się to do łagodzenia spowodowanego przez człowieka wzrostu stężenia CO2 w atmosferze. Jednocześnie przez otwarte pory z roślin do atmosfery odparowuje woda, co powoduje efekt chłodzący. Chłodzenie to zależy od dostępności wody i jest szczególnie ważne podczas fal upałów. Może ono pomóc złagodzić najwyższe ekstrema temperatur i związany z nimi stres cieplny. Przykład ten podkreśla, jak ważne jest zrozumienie reakcji ekosystemów na zmianę klimatu. Tylko w ten sposób można zaplanować możliwe dostosowania w gospodarce rolnej i leśnej, aby zachować funkcje i usługi ekosystemów na rzecz społeczeństwa.