Ljus viktigt för växters kollagring

Även om klimatet blir varmare och växter kan gro längre norrut begränsas deras förmåga att lagra kol av det tillgängliga ljuset, enligt en ny studie.

De flesta projektioner för klimatförändringar visar att nordliga regioner kan komma att bli bättre anpassade för växtlighet när temperaturerna stiger, vilket skulle kunna ge odlingsbar mark som kan föda den växande populationen samtidigt som mer koldioxid binds och bromsar klimatförändringarna. Men växter behöver både rätt temperatur, vatten och ljus för fotosyntes och tillväxt. Det kan tyckas troligt att fotosyntesen, som omvandlar koldioxid till syre, skulle öka, men forskare ser även att växternas andning som utgör det motsatta och är starkt beroende av värmen kommer att öka. Därför är det fortfarande under debatt huruvida varmare höstar kommer att öka kolupptagningen eller minska den.

Det är en fråga forskare vid Columbia Engineering i New York har försökt finna svar på. De fann att ljuset är en stark faktor som begränsar upptaget av kol på nordliga latituder, även i varma temperaturer utan stress från kyla. Studien, i Nature Climate Change, använde sig av satellitdata, fältobservationer och simulerade modeller för att visa hur fotosyntesen påverkas av ljuset i nordliga ekosystem, speciellt under hösten. Med hjälp av den nya datan tog de fram en algoritm för att kartlägga fotosyntes planeten över och utvecklade ett ramverk för att kvantifiera vad den begränsade ljustillförseln innebär.

– Tidigare studier har kommit till olika slutsatser när det gäller om varmare höstar skulle binda eller släppa ut mer kol. Vår rapport visar hur man kan använda en kombination av distansmätningar och observationer på plats för att lösa en kontrovers kring kolupptag, säger Yao Zhang, som byggde den nya algoritmen och är huvudförfattare till studien.

På latituder över 30˚N fann forskarna att fotosyntesen under säsongens slut huvudsakligen styrs av ljuset i sitt svar till värmen. I vissa regioner minskar dagsljuset mycket snabbt, och mindre ljus leder till svagare fotosyntes som inte kan uppväga den ökade andningen till följd av uppvärmning. Eftersom ljusbegränsningen är så stark på så nordliga platser kommer vegetationen att släppa ut mer kol under höstarna om uppvärmningen fortsätter. Och ljusbristen kommer att öka om växtsäsongen blir längre till följd av uppvärmning eftersom de korta dagarna under vår och höst resulterar i mindre dagsljus.

– Den ökande ljusbegränsningen kommer att minska de nordliga ekosystemens potential att agera som kontinuerlig kol-sänka, säger Yao Zhang.

– Vår studie understryker vilken viktig roll solens strålning spelar, som ofta ignoreras i studier om klimatförändringar.