Naast het veroorzaken van aanzienlijke schade aan de menselijke gezondheid, luchtvervuiling belemmert ook de groei van bomen, een van de elementen die dit typisch stedelijke milieuprobleem kunnen verminderen.

Onderzoekers van de Universiteit van São Paulo (USP) in Brazilië hebben aangetoond dat luchtverontreinigende stoffen de groei van bomen en de ecosysteemdiensten die door bomen worden geleverd, beperken. zoals het filteren van vervuiling door in de lucht zwevende metalen in hun bast te absorberen, CO . assimileren ₂ , het hitte-eilandeffect verminderen door de zonnestraling te dempen, het verminderen van regenwaterafvoer, en het regelen van de luchtvochtigheid.

De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap van de totale omgeving .

"We ontdekten dat in jaren waarin het niveau van fijnstof in de atmosfeer hoger was, bijvoorbeeld, de bomen groeiden minder. Als resultaat, ze zijn later in hun leven begonnen met het leveren van ecosysteemdiensten die een belangrijke rol spelen bij het verminderen van stedelijke vervuiling en het verminderen of aanpassen van de stad aan klimaatverandering, " zei Giuliano Maselli Locosselli, een postdoctoraal onderzoeker aan het Bioscience Institute (IB-USP) van de Universiteit van São Paulo met een beurs van FAPESP en eerste auteur van de studie.

Gebruik als model de tipuana-boom ( Tipuana tipu ), ook bekend als palissander of tipu, een hoge boom met een grote spreidende luifel en alomtegenwoordig in de stad, de onderzoekers maten de impact van luchtvervuiling en weer op de boomgroei in São Paulo. Ze analyseerden monsters van 41 tipuana's van gemiddeld 36 jaar die zich op verschillende afstanden van het industrieterrein Capuava in Mauá bevonden, een gemeente in het grootstedelijk gebied. Capuava is een van de meest geïndustrialiseerde districten in de regio, met olieraffinaderijen, cementfabrieken en kunstmestfabrieken, evenals zwaar vrachtwagen- en autoverkeer.

Er werden monsters genomen van de jaarringen van de bomen met behulp van een instrument dat een Pressler-incrementboor wordt genoemd, die een holle boor heeft en is ontworpen om een ​​cilindrisch deel van houtweefsel uit een levende boom te extraheren over de hele straal met relatief kleine schade aan de plant. Alle monsters zijn genomen op borsthoogte, ongeveer 1,3 m van de bovengrond.

Door de chemische samenstelling van de bast en de grootte van de jaarringen te analyseren, de onderzoekers waren in staat om variaties in luchtverontreinigingsniveaus te meten op basis van de verschillende chemische elementen waaraan de bomen tijdens hun ontwikkeling werden blootgesteld en om in te schatten hoe deze factor de boomgroei beïnvloedde.

"De tipuana is een uitstekende marker die duidelijk de niveaus van luchtvervuiling door zware metalen en andere chemische elementen in de stad weergeeft, ' zei Locosselli.

Metalen en andere chemicaliën die in de lucht zweven, worden geabsorbeerd door schors. Fijnstof wordt afgezet op bladeren, het verhogen van hun temperatuur en het verminderen van de toevoer van licht voor fotosynthese. Jaarringen geven aan hoe de vervuiling de levensduur van de plant jaar na jaar heeft beïnvloed. Dikkere ringen duiden op jaren van krachtige groei en lagere niveaus van vervuiling, terwijl dunnere ringen het omgekeerde aangeven.

Analyse van jaarringen toonde aan dat deze tipuana's sneller groeiden in de warmere delen van Capuava met hogere niveaus van fosfor in de lucht. Fosfor is een bekende macronutriënt voor planten en vormt de basis van hun energiemetabolisme via fotosynthese en ademhaling.

Anderzijds, bomen dicht bij het verkeer en blootgesteld aan hoge niveaus van aluminium, barium en zink in verband met de slijtage van auto-onderdelen (zoals banden, remvoeringen en koppelingsplaten) vertoonden in de loop van de tijd minder groei.

Fijnstof met een diameter tot 10 micrometer (PM10) uitgestoten door fabrieken en planten verminderde de gemiddelde boomgroei met maar liefst 37%.

"Bomen die rechtstreeks werden blootgesteld aan hoge niveaus van vervuiling door de fabrieken in het gebied, groeiden minder in termen van ontwikkeling van de stamdiameter gedurende hun leven dan planten die werden blootgesteld aan gemiddelde en lage niveaus, " zei Locosselli. "Onder normale groeiomstandigheden, de diameter van een tipuana op borsthoogte kan 1 meter bereiken."

Tijdreeksen voor niveaus van PM10 in Capuava over een periode van 20 jaar werden verkregen van de São Paulo State Environmental Corporation (CETESB) en vergeleken met de resultaten van de schors- en bladanalyse.

De onderzoekers ontdekten dat PM10-niveaus verantwoordelijk waren voor 41% van de jaarlijkse variabiliteit in boomgroeisnelheid, met hogere niveaus van vervuiling tijdens de droogste maanden (april-september), waardoor de groeisnelheid afneemt.

"Diameter neemt zeer snel toe als de boom normaal groeit, maar verandert weinig als de groei traag is, " zei Locosselli. "De omvang van de ecosysteemdiensten die door een hoge boom worden geleverd, kan 70 keer groter zijn dan voor een kleine boom."

Effecten op bomen

Volgens de auteurs van de studie, zware metalen en fijnstof beïnvloeden de groei van bomen door de optische eigenschappen van bladoppervlakken te veranderen. Zoals genoemd, deze verontreinigende stoffen verhogen de temperatuur en verminderen de beschikbaarheid van licht voor fotosynthese. Ze kunnen ook de gasuitwisseling verminderen als gevolg van ophoping op bladhuidmondjes (poriën die openen en sluiten om de opname van koolstofdioxide en de afgifte van zuurstof mogelijk te maken).

"We zijn van plan om uit te zoeken of vervuiling ook de levensduur van deze bomen beïnvloedt. Aangezien vervuiling verschillende fysiologische systemen beperkt, plantengroei belemmeren, het maakt ze waarschijnlijk ook kwetsbaarder voor effecten die leiden tot veroudering, " zei Marcos Buckeridge, een professor in IB-USP en hoofdonderzoeker voor het onderzoeksproject.

Stedelijke vervuiling beschadigt waarschijnlijk ook andere soorten in dezelfde familie als de tipuana in São Paulo, zoals patrijshout ( Caesalpinia pluviosa ) en ijzerhout ( C. leiostachya ).

"Maatregelen om luchtvervuiling te verminderen, zoals het stimuleren van het gebruik van biobrandstoffen, de elektrificatie van transport en de ontwikkeling van materialen om de uitstoot van zware metalen te verminderen, het onderhoud van deze bomen en de ecosysteemdiensten die ze leveren kunnen verbeteren, ' zei Buckeridge.