برای ترسیم تصویر واضح‌تر از چگونگی تأثیر تغییرات آب و هوایی جهانی بر اکوسیستم‌های زمین، محققان تنها جنگل بارانی بسته جهان را مجبور به خشکسالی کنترل‌شده و احیای چهار ماهه کرده‌اند.
یافته های منتشر شده در علوم پایه، کاهش تقریباً 70 درصدی در ترسیب کربن در جنگل های استوایی را نشان می دهد - در مورد نگرانی ها در مورد توانایی جنگل ها برای جذب و ذخیره دی اکسید کربن از جو با پیشرفت تغییرات آب و هوایی صحبت می کند.
با این حال، آنها همچنین دریافتند که شبکه پیچیده ای از استراتژی های استفاده از آب و تعاملات خاک می تواند به پایداری جنگل در مواجهه با خشکسالی شدید کمک کند.
لورا مردیت، استادیار دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست دانشگاه آریزونا در کالج کشاورزی و علوم زیستی در دانشگاه آریزونا و از هر سه رهبر پروژه، گفت: «جنگل به نحوی شگفت‌آور در برابر خشکسالی مقاوم بود.
جنگل استوایی محصور در شیشه در دانشگاه بیوسفر 2، که شامل 90 گونه گیاهی در منطقه ای به اندازه هفت زمین تنیس است، به محققان این امکان را داد تا خشکسالی کامل را در اکوسیستم شبیه سازی کنند.
این آزمایش با نام Water, Atmosphere and Life Dynamics - یا WALD که در آلمانی به معنای "جنگل" است - با هدف جمع‌آوری هر ذره از داده‌های ممکن در طول فرآیند خشک کردن و خیس کردن مجدد انجام شد. محققان نزدیک به دو مایل لوله تفلون و بیش از 133 حسگر را در حدود سه هکتار از جنگل‌های بارانی نصب کرده‌اند تا به طور همزمان همه چیز را از استخرهای کربن در جو و پوشش گیاهی گرفته تا میکروبیوم‌ها و خاک‌های اعماق دریا اندازه‌گیری کنند.
مردیت می گوید: ما از ایزوتوپ های پایدار برای ردیابی حرکت کربن و آب از طریق اکوسیستم در شرایط عادی و خشکسالی شدید استفاده کردیم که برهمکنش های شگفت انگیزی را بین گیاهان و اکوسیستم نشان داد.
«نکته مهم این است که تک تک گیاهان به خشکی واکنش مشابهی نشان ندادند. برخی نسبت به خشکسالی بسیار حساس بودند و به سرعت چرخه حیاتی کربن و آب خود را کاهش دادند تا ایمن بازی کنند، در حالی که برخی دیگر نسبت به خشکسالی تحمل بیشتری داشتند و عملکرد خود را حتی در شرایط خشکسالی سخت‌تر حفظ کردند.
در آزمایش خود، محققان واکنش‌های گیاهان را بر اساس مقاومت به خشکی و حساسیت به خشکی در درختان تاج‌دار بزرگ و گونه‌های در حال رشد دسته‌بندی کردند.
کریستین ورنر، استاد فیزیولوژی اکوسیستم در دانشگاه فرایبورگ آلمان و یکی از رهبران این پروژه می گوید: «ما یکی از شگفت انگیزترین واکنش ها را در میان درختان بزرگ، مقاوم به خشکی و حساس به خشکی دیده ایم.
درختان بزرگ و حساس به خشکی معمولاً بیشترین آب را به خصوص از سطح خاک مصرف می کنند. ورنر گفت، از آنجایی که خاک سطحی ابتدا در طول خشکسالی خشک شد، این درختان به سرعت و شدیدترین آسیب را از کمبود آب متحمل شدند. محققان پیشنهاد کرده‌اند که درختان حساس به خشکی بلافاصله در منابع آب عمیق درگیر می‌شوند.
ورنر گفت: «در عوض، آنها مصرف آب را به شدت کاهش دادند و تنها در خشکسالی های بسیار شدید به ذخایر آب های عمیق خود متوسل شدند. «به این ترتیب ذخایر آب عمیق را تا زمانی که ممکن بود حفظ کردند.
درختان بزرگ و مقاوم به خشکی برای طولانی‌ترین زمان روی برگ‌های تاج خود باقی می‌مانند و سایه طولانی‌مدت ایجاد می‌کنند و از خشک شدن بیشتر خاک سطحی از رشد زیر درختان جلوگیری می‌کنند.
مردیت توضیح می‌دهد: «تنوع واکنش‌های خشکسالی در گیاهان به حفظ عملکرد بیشتر کربن و چرخه آب در سراسر اکوسیستم، هم در زمان اوج خشکسالی و هم برای واکنش سریع به رطوبت مجدد با شروع باران، کمک کرده است.
در حالی که ذخیره کربن در سیستم جنگلی با افزایش تنش خشکی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد، گیاهان ترکیبات آلی فرار یا VOC بیشتری آزاد می کنند که در ارتباط و سیگنال دهی بین میکروب های خاک و گیاهان نقش دارند. VOC ها به ویژه برای نحوه مقابله گیاهان با استرس مهم هستند.
با توجه به نتایج، آبشاری از انتشار VOC های مختلف از جمله ایزوپرن، هگزانال و مونوترپن ها وجود دارد که مورد دوم می تواند از تراکم ابر و تشکیل باران پشتیبانی کند و می تواند به عنوان یک مکانیسم محافظتی در برابر خشکسالی عمل کند.
در حالی که گیاهان ساطع کننده های قوی VOC در جو هستند، حیات میکروبی در خاک برخی از این ترکیبات را به دام می اندازد، و مقدار کل منتشر شده در جو در جنگل های بارانی استوایی را کاهش می دهد.
مردیت می گوید: "این نقش متعادل کننده میکروب های خاک در انتشار VOC از گیاهان حتی در خشکسالی های شدید نیز حفظ شده است، که نشان می دهد ما باید نقش فعالیت میکروبی در فرآیندهای جوی را بهتر در نظر بگیریم."
تیم تحقیقاتی WALD به کار بر روی داده های این آزمایش ادامه می دهد و اکنون به کوچکترین مقیاس اکوسیستم یعنی حیات میکروبی روی آورده است. هدف این تیم توصیف مکانیسم‌های چرخه کربن و آب در این مقیاس‌های کوچک با گرفتن پروفایل‌های ژنومی و متابولیکی میکروبیوم‌های خاک و ریشه است.
مردیت می‌گوید: «اکوسیستم‌های آزمایشی، مانند آنچه در Biosphere 2 داریم، به محققان این امکان را می‌دهد که پاسخ کل نگر کل اکوسیستم به استرس را درک کنند. همانطور که برای درک و پیش‌بینی عملکرد اکوسیستم در واکنش به تغییرات جهانی کار می‌کنیم، باید گروه‌های عملکردی گیاه و تعاملات آنها با خاک و جو را هم در مطالعات مشاهده‌ای و هم در مطالعات مدل‌سازی در نظر بگیریم.
منبع: دانشگاه آریزونا
[ad_2]
مقالات مشابه
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- Coronavirus زده ناو هواپیمابر آماده به بازگشت به دریا
- ونزوئلا دولت ادعا می خوان Guaido عمو
- به همین دلیل تحلیلگران می گویند دولت لبنان جرم استعفای ممکن است تغییر زیادی
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- کره شمالی می گوید هیچ برنامه ای برای مذاکره با آمریکا
- برجسته ورزشکاران اسلم کمیته بین المللی المپیک برای ورزشکاران به خطر می اندازند سلامت
- سابق ستاد مشترک رئیس "بیمار" توسط اقدامات علیه معترضان: 'شهروندان ما هستند نه دشمن'
- برنده جایزه گرمی روح خواننده Betty Wright درگذشت در سن 66
- توییتر در حال حاضر ضعیف استفاده از "اکسیژن" و "فرکانس" در همان توییت باعث الگوی رفتاری جدید