science >> Wetenschap >  >> Biologie

Tropische regenwouden tonen de fosforsleutel om de ecosystemen van de wereld te begrijpen

Gemodelleerde bruto primaire productiviteit (GPP) voor tropische en subtropische zones met ORCHIDEE-CNP. een GPP van ORCHIDEE-CNP-simulaties uitgaande van N-beperkingen maar overal een hoge P (geen P-beperking). b GPP zoals in a, maar inclusief P-beperkingen volgens een versie van de meervoudige regressie in tabel 2. De kleurenschaal voor a, b staan ​​bovenaan. c het verschil tussen GPP uit het model met N maar niet P-beperkingen zoals getoond in a en de ORCHIDEE-CNP-simulaties met P-beperkingen volgens b, met kleurenschaal onderaan. (d) het zonale verschil in GPP getoond in c met behulp van 2' breedtegraden en geaggregeerd over lengtegraden over de hele wereld. Krediet:Natuurcommunicatie (2022). DOI:10.1038/s41467-022-32545-0

Een nieuwe internationale studie onder leiding van onderzoekers van de Western Sydney University heeft de fosforbeperkingen voor fotosynthese in tropische bossen gekwantificeerd, en benadrukt hoe deze beperking het wereldklimaat kan verbeteren.

Tropische bossen spelen een belangrijke rol in de koolstofcyclus, absorberen meer koolstof uit de atmosfeer dan welk ander ecosysteem dan ook, en fungeren als belangrijke modulatoren van het mondiale klimaat.

Ondanks dat ze hotspots zijn voor biodiversiteit en behoren tot de meest productieve ecosystemen ter wereld, missen ze meestal fosfor - een belangrijke voedingsstof voor planten - die de fotosynthese beperkt.

Als onderdeel van de studie gepubliceerd in Nature Communications , voerde het onderzoeksteam de meest uitgebreide analyse tot nu toe uit in 12 verschillende landen en nam het bijna 18.000 metingen om het verband tussen fosfor en fotosynthese te begrijpen.

Hoofdauteur professor David Ellsworth van het Hawkesbury Institute for the Environment zei dat de studie bevestigt dat hoe hoger de fosforconcentratie in bladeren, hoe groter hun vermogen om koolstofdioxide te absorberen.

"Voor de eerste keer heeft de analyse aangetoond dat fosfor een aanzienlijke beperking vormt voor de fotosynthetische capaciteit van bladeren over de hele wereld", zegt professor Ellsworth.

"Deze bevinding heeft verstrekkende implicaties, aangezien meer dan een derde van de bodems in de wereld onder het optimale fosforgehalte is, zoals blijkt uit de positieve reactie van plantengroei op de toevoeging van fosfor in de vorm van kunstmest."

Volgens professor Ellsworth is het begrijpen van fotosynthese en de impact ervan op het milieu van cruciaal belang voor het voorspellen van de reactie van alle ecosystemen in de wereld op de toenemende atmosferische kooldioxideconcentraties en klimaatverandering, en dus voor het voorspellen van toekomstige mogelijkheden voor klimaatverandering.

"De bevindingen vergroten de beschikbare kennis over hoe de ecosystemen in de wereld reageren op klimaatverandering. Het heeft niet alleen invloed op ons begrip van de rol die tropische bossen spelen in de wereldwijde klimaatverandering, maar creëert ook mogelijkheden om de productiviteit van de bossen zelf te verbeteren", aldus professor Ellsworth. .

Als onderdeel van het onderzoek heeft het onderzoeksteam een ​​wiskundige formulering afgeleid die het verband tussen fotosynthese en bladfosfor weergeeft en deze gebruikt in een van de weinige wereldwijde biosfeermodellen waarin fosforcycli zijn verwerkt.

De modellering toonde aan hoe de ontdekking nuttig kan zijn bij het voorspellen van wereldwijde fotosynthese, wat aantoont dat tropische bossen veel meer koolstof uit de atmosfeer zouden kunnen opnemen als deze ecosystemen rijker waren aan fosfor dan ze momenteel zijn. + Verder verkennen

Stimulatie van plantengroei door hoge CO2 hangt af van fosforhomeostase in chloroplasten