God klimanyhed: Mere CO2 gør planter bedre til at udnytte vand
Et nyt studie bringer gode klimanyheder: Verdens landplanter absorberer 17 procent mere CO2 fra atmosfæren end for 30 år siden. De er desuden blevet bedre til at udnytte vand - en knap, men livsvigtig ressource.
planter CO2 vand optagelse effektivitet boreale skove tropiske ressource tilgængelighed tørke semi-tørre regioner udnyttelse vandforbrug variabel globale kulstofsænkning fødevareproduktion udledning atmosfærisk kulstof lagring spalteåbning fugt vokse gro

Især boreale og tropiske skove er gode til at øge økosystemets vandforbrugseffektivitet og til at optage CO₂. Det skyldes i vid udstrækning CO₂-gødningseffekten og stigningen i det samlede bladoverfladeareal. Det er desuden afgørende, at begge disse skovtyper spiller en vigtig rolle i at begrænse stigningen af atmosfærisk CO₂. (Foto: Shutterstock)

Landplanter absorberer 17 procent mere CO2 fra atmosfæren end for 30 år siden, viser vores forskning, der for nylig blev publiceret i tidsskriftet Nature Communications.

Forbløffende nok afslører vores studie desuden, at planterne næsten ikke bruger mere vand end før, hvilket tyder på, at globale forandringer får verdens planter til at vokse på en mere 'vandeffektiv' måde.

Vand er planternes mest værdifulde ressource. Planterne skal bruge vand for at vokse, og vores forskning indikerer, at vegetationen er blevet meget bedre til at bruge vand i en verden med en fortsat stigende atmosfærisk koncentration af CO2.

Forholdet mellem økosystemernes optagelse af CO2 og tab af vand kalder vi 'vandforbruget', og det er en af ​​de mest afgørende variabler, når vi skal granske økosystemerne.

Studie bekræfter en global udvikling

Vores forskning bekræfter en global trend, der må siges at være en sjælden, men glædelig klimanyhed: Planterne er i stigende grad effektive, når det gælder udnyttelsen af vandet.

Historien kort
  • Nyt studie afslører, at landplanter absorberer 17 procent mere CO2 fra atmosfæren end for 30 år siden.
  • Planterne er blevet mere 'vandeffektive' – de bruger næsten ikke mere vand end før, hvilket er en god klimanyhed.
  • Studiets fund kan bruges til at forbedre fødevareproduktionen og vil muligvis kunne øge tilgængeligheden af ​​vand samt styrke den afgørende rolle, som planterne spiller som globale kulstofdræn.

Fundet vil kunne bruges til at forbedre fødevareproduktionen og vil muligvis kunne øge tilgængeligheden af ​​vand og den naturlige verdens trivsel samt styrke den afgørende rolle, som planterne spiller som globale kulstofdræn.

Men planternes mere effektive anvendelse løser ikke problematikken omkring den nuværende og fremtidige vandmangel.

Sætte skub i optagelsen af CO2

Planter, der vokser under de nuværende betingelser med højere koncentration af CO2, kan optage mere CO2. Det kaldes 'CO2-gødningseffekten' og er hovedårsagen til, at den terrestriske biosfære har optaget 17 procent mere kulstof i løbet af de seneste 30 år.

Den forbedrede CO2-optagelse er i overensstemmelse med den 'grønning' af kloden, der bliver observeret af satellitter, og den stigende globale kulstofsænkning, der fjerner omkring 1/3 af alle menneskets CO₂-udledninger.

Øget kulstofoptagelse kommer almindeligvis til en pris. 

For at optage CO2 skal planterne åbne de såkaldte stoma, som er små spalteåbninger i overhuden på grønne plantedele – det vil sige blade og stængler. Men når spalteåbningerne på plantens overflade åbnes, lukkes CO2 ganske vist ind, men samtidigt lukkes ilt og vand ud.

planter CO2 vand optagelse effektivitet boreale skove tropiske ressource tilgængelighed tørke semi-tørre regioner udnyttelse vandforbrug variabel globale kulstofsænkning fødevareproduktion udledning atmosfærisk kulstof lagring spalteåbning fugt vokse gro

Forandring i den globale terrestriske optagelse af CO2, vandeffektivitet og økosystemernes evapotranspiration (det vil sige samlet fordampning fra et plantedækket areal; den skyldes fordampning fra frie vandoverflader, evaporation, og fordampning gennem planternes spalteåbninger, transpiration) fra 1982 til 2011. (Graf: The Conversation)

Balancegang mellem CO2-optag og vandtab

Planterne har derfor brug for at finde en balancegang mellem optagelsen af CO2, så de kan producere nye blade, stilke og rødder, samtidig med at mindske tabet af vand i løbet af processen så meget som muligt. 

Dette har ført til en række højtudviklede tilpasninger, der har gjort det muligt for mange plantearter at erobre en række tørre miljøer. Planterne er nu eksempelvis i stand til kun at åbne planteåbningerne en smule, så de kan optage CO2 og afværge, at vand slipper ud.

planter CO2 vand optagelse effektivitet boreale skove tropiske ressource tilgængelighed tørke semi-tørre regioner udnyttelse vandforbrug variabel globale kulstofsænkning fødevareproduktion udledning atmosfærisk kulstof lagring spalteåbning fugt vokse gro

Planter som kaktus og ananas forbliver saftige og vandholdige på trods af de varme omgivelser. I dagtimerne har planten en 'madpakke' liggende i dens celler. Det betyder, at planten kan udføre fotosyntese uden at åbne spalteåbningerne, hvilket reducerer vandtabet enormt. (Foto. Shutterstock)

Ved en stigende mængde atmosfærisk CO₂ er det overordnede resultat, at CO₂-optagelsen stiger, mens vandforbruget ikke stiger. Det er nøjagtigt det, vi fandt på en global skala i forbindelse med vores nye studie.

Faktisk fandt vi, at det stigende CO₂-niveau får verdens planter til at blive mere 'vand-effektive'; uanset om de har hjemme i tørre eller våde regioner.

Hotspots for vækst

Vi benyttede en kombination af logaritmisk skala over vandudstrømningen og atmosfæriske målinger samt satellitobservationer af bladenes egenskaber til at udvikle og afprøve en ny effektivitetsmodel over vandforbruget. 

Modellen gør det muligt for os at opskalere, hvor effektivt bladene forbruger vand overalt i verden til hele kloden.

Vi fandt, at især boreale og tropiske skove er gode til at øge økosystemets vandforbrugseffektivitet og til at optage CO₂. Det skyldes i vid udstrækning CO₂-gødningseffekten og stigningen i det samlede bladoverfladeareal.

Det er desuden afgørende, at begge disse skovtyper spiller en vigtig rolle i at begrænse stigningen af atmosfærisk CO₂.

Tropiske skove fjerner mest atmosfærisk CO₂

Intakte tropiske skove fjerner mere atmosfærisk CO₂ end alle andre skovtyper, og de boreale skove højt mod nord lagrer enorme mængder CO2. Kulstoffet bindes i træets løv, grene, stamme og rødder i form af cellulose og andre organiske forbindelser.

I verdens semi-tørre regioner er vandforbrugseffektiviteten af stor betydning.

Vi fandt, at eksempelvis australske økosystemers kulstofoptagelse er stigende; især i de nordlige savanner. Det er en udvikling, der sandsynligvis ikke ville være mulig uden økosystemers effektivitetforøgelse.

Tidligere studier har vist, hvordan en forøgelse af vandeffektiviteten står bag grønningen af semi-tørre regioner og sandsynligvis også har bidraget til en stigning i kulstofoptagelsen i semi-tørre økosystemer i Australien, Afrika og Sydamerika.

planter CO2 vand optagelse effektivitet boreale skove tropiske ressource tilgængelighed tørke semi-tørre regioner udnyttelse vandforbrug variabel globale kulstofsænkning fødevareproduktion udledning atmosfærisk kulstof lagring spalteåbning fugt vokse gro

Udvikling i vandeffektiviteten fra 1982 til 2011. (Illustration: The Conversation)

Ikke kun gode nyheder

Udviklingen har overvejende positive konsekvenser for planter, dyr og mennesker.

Træproduktion, bioenergi og afgrødevækst er (og bliver) mindre vandintensive som følge af klimaforandringerne, end de ville være, hvis planterne ikke var i stand til at udnytte vandet mere effektivitet .

Men på trods af udviklingen vil vandmanglen dog fortsat begrænse kulstofsænkningen, fødevareproduktionen og den socioøkonomiske udvikling.

Visse studier indikerer, at den øgede vandeffektivitet også kan føre til øget afstrømning og dermed et overskud i tilgængelighed af vand.

I det tørre Australien vender mere end halvdelen af nedbørsmængden (64 procent) tilbage til atmosfæren – ikke gennem vegetation, men gennem direkte evaporation fra jorden.

Grønning medfører større vandforbrug

ForskerZonen

Denne artikel er en del af ForskerZonen, som er stedet, hvor forskerne selv kommer direkte til orde. Her skriver de om deres forskning og forskningsfelt, bringer relevant viden ind i den offentlige debat og formidler til et bredt publikum.

ForskerZonen er støttet af Lundbeckfonden.

Det reducerer den gavnlige effekt, som en øget vandeffektivitet og muligheden for mere vand, der strømmer til floder og reservoirer, potentielt kan få.

Faktisk viser et nyligt studie, at grønningen af semi-tørre regioner i Australien betyder, at regionerne forbruger mere vand, hvilket er skyld i et fald i flodstrømmene på 24-28 procent.

Vores forskning bekræfter, at planter over hele verden sandsynligvis vil få gavn af den øgede vandeffektivitet. 

Men det står langt mindre klart, om det vil indebære øget vandtilgængelighed – enten lagret eller til forbrug – og det vil formentlig variere meget fra den ene del af verden til den næste.

Pep Canadell modtager støtte fra Australian National Environmental Science Program. Francis Chiew, Lu Zhang og Lei Cheng arbejder for CSIRO, der modtager støtte fra Commonwealth Government. Ying-Ping Wang modtager støtte fra Australian National Environmental Science Program. Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation og er oversat af Stephanie Lammers-Clark.

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud