上昇する水ストレスは地球規模の緑化に対抗できる

上昇する水ストレスは地球規模の緑化に対抗できる「地球規模の緑化」として知られる現象であるCO2レベルの上昇に応じて世界中で見られる植物の成長率の増加は、水ストレスの増大によって停滞する可能性があることが研究でわかっています。

地球温暖化は水蒸気レベルの変化を促進しており、それが植物の光合成速度に影響を及ぼしている可能性があることが研究でわかっています。これは植物の成長を支えるプロセスです。

調査結果は、将来、植物が人間から放出されるCO2を吸収する能力が「実質的に低下する」可能性があることを示唆している、と筆頭著者はカーボンブリーフに語った。

現在、土地は、人間によって放出される温室効果ガスの30%を取り入れています。 最近のランドマーク 気候変動に関する政府間パネルによる報告(IPCC).

別の植物科学者はカーボンブリーフに「植物の水ストレスの増加を前面にもたらすという信頼できる仕事をする」という発見をしました。

緑に変わる

を使用した研究 衛星 影響により 地上で 測定結果は、世界が「よりグリーン」になっていることを示しています。 つまり、植物が成長している速度と、植物で覆われている土地の量の両方が、 産業革命.

この「グローバルな緑化」は、主に大気中のCO2レベルの上昇によって促進されています。 植物は光合成中にCO2を使用するため、人間がますます多くのCO2を放出するにつれて、植物はますます急速に成長しています。

植物の成長に対するCO2レベルの上昇の影響は、「CO2施肥効果」として知られています。 A 研究 2016で公開された記事では、CO2施肥が世界の緑化の約70%に関与していることがわかりました。 (ただし、より最近の研究では、 カーボンブリーフ CO2の施肥が地球規模の緑化の原因となっている程度に疑問を呈した。)

世界的な緑化を推進しているものと、これがどのように変化するかを理解することが重要です。 重要な役割 大気からCO2を除去します。

IPCCの最近の調査によると、この土地は現在、人間が放出する温室効果ガスの約30%を吸収しています 土地報告、植物に責任がある 多数 この土地の炭素。

以前の研究では、CO2レベルが上昇するにつれて、植物の成長率は上昇し続けることが示唆されています。つまり、時間の経過とともに、より多くの炭素が土地に吸収されます。

ただし、新しい研究は、 科学の進歩、水ストレスのレベルの上昇がCO2の受精効果に対抗できる可能性があることを発見 ウェンピン・ユアン教授、からの地球変動生態学研究者 孫文大学 中国広東省。 彼はCarbon Briefに次のように語っています。

「世界の植生の成長は、後期の1990の前に強化されました-CO2受精効果の恩恵を受けます。 しかし、私たちの研究は、グローバルな[水蒸気の変化]が増加し始めた後期の1990以来、グローバルな植生の成長が減少傾向を示していることを示しています。

蒸気の価値

この研究のために、著者は「蒸気圧不足” –またはVPD。

この測定値は、空気中の水蒸気の量と、空気中の水蒸気が飽和する点との差です。 この測定により、大気中の「水ポテンシャル」がわかります、とユアンは説明します。

「基本的に、VPDが大きい場合のように、大気中の水ポテンシャルが大きい場合、水は土壌や植物からより速く、より強く放散します。」

植物は、水分の損失を防ぐために、気孔(植物が光合成に必要なガスを吸収するために使用する細孔)を閉じることによって、より高いVPDに反応します。 これにより、彼らはより遅い速度で光合成を行うので、よりゆっくりと成長する、と彼は言います。

また、VPDの増加は植物の乾燥を早めるため、干ばつに関連した森林死の原因となります、と研究は付け加えています。

ここ数十年でVPDがどのように変化したかを調べるために、著者はいくつかの地球規模の気候データセットを分析しました。 彼らは、特に植生のある地域のVPDに注目しました。

彼らは、後期の1990以来、植生地域のVPDが「大幅に」増加していることを発見しました。 この調査から得られた以下のチャートは、VNUMが1850から現在までどのように増加したかを示しています。 チャートでは、さまざまな気候データセットの結果を示すために色が使用されています。

上昇する水ストレスは地球規模の緑化に対抗できる

1850から現在までの植生地​​域の全球平均蒸気圧不足異常(VPD)。 異常は、1982-2015の平均に相対的です。 色は、さまざまな気候データセットの結果を示すために使用されます。 青い線と灰色の領域は、シナリオ「を使用して気候モデルによってシミュレートされたVPDの平均と標準偏差を示しています。RCP4.5」。 出典:Yuan et al。 (2019)

著者はまた、植生のある土地のVPDは今後も上昇し続ける可能性が高いことを発見しました。

VPDの増加は気候変動の影響を受けている可能性が高い、とユアンは言います。

彼は、気温が上昇した結果、空気中の水蒸気が飽和するレベルが上昇していると説明しています。 (これは、暖かい空気が より多くの水分.)

しかし、同時に、大気中の水蒸気の量は減少しています。 これは、新しい研究によると、世界の海から蒸発する水の量が減少しているためである可能性があります。 元は言う:

「地球温暖化は風速を低下させる可能性があり、その結果、海面からの水分蒸発が減少します。」

これは、気候の変化に伴い、空気中の水蒸気量と空気中の水圧が飽和するレベルとの間の不足がますます大きくなることを意味している、と彼は言います。

緑から茶色

調査の次の部分では、著者は衛星データを使用して、1990以来の世界的な植物成長率の変化を観察しました。

調査から取得した以下のマップは、1982-1998(上)と1999-2015(下)の間で、世界の一部で緑化率がどのように変化したかを示しています。 マップでは、赤は期間中に緑化の割合が減少したことを示し、緑は割合が増加したことを示します。

上昇する水ストレスは地球規模の緑化に対抗できる

1982-1998(上)と1999-2015(下)の間の世界中の緑化率。 赤は期間中に緑化の割合が減少したことを示し、緑は割合が増加したことを示します。 灰色は、植生のない土地を示しています。 出典:Yuan et al。 (2019)

このマップは、後期の1990以降、緑化の割合が「持続的かつ広範囲に減少」していることを示しています。

その後、研究者はモデリングを使用して、後期の1990以来の植物成長の低下をもたらした要因を分解しました。 元は言う:

「この結果は、後期の1990が植生成長の減少の主な原因であるため、VPDが増加していることを示しています。」

縮小シンク

将来的には、気候変動によりVPDがさらに増加する可能性があります。これは、植物の成長率にさらに大きな影響を与える可能性があります。

「植生の成長率が低下すると、植物が大気中のCO2を吸収する能力が大幅に低下します。 他の条件が変化しなかった場合、大気中のCO2濃度が増加し、温室効果ガスの影響が強くなります。」

以前の研究では、CO2施肥効果は、次の制限によりさらに制約される可能性があることが示されています。 土壌栄養素の入手可能性。 特に、 窒素とリン CO2レベルが上昇すると、植物の成長が制限される可能性があります。

新しい研究では、栄養素の利用可能性の変化が植物の成長にどのように影響するかを考慮しませんでした。 ただし、栄養の利用可能性の制限と比較すると、これは長期にわたって安定している可能性が高いため、気候が温暖化するにつれて水ストレスが増加し続ける可能性がある、とユアンは言います。

「我々の結果は、気候の温暖化により、VPDが今世紀末まで継続的に増加することを発見したため、VPDの影響はより重要になります。」

調査結果は、水ストレスが植物に与える脅威を強調しているため、土地が沈むと言います ランガミネニ教授、グローバルな緑化の研究者 ボストン大学研究に関わっていなかった。 彼はカーボンブリーフにこう語った。

「水ストレスは、特に熱帯林や寒帯林で褐変につながります。 後者では、このような気候の変化が火災や昆虫の発生を助長します。これは過去20年間に見られました。 著者たちは、植物への水ストレスの増加を前面にもたらすという信頼できる仕事をしています。」

この記事はもともとに登場しました カーボンブリーフ

著者について

デイジーダンは、ブリストル大学で生物学の理学士号を、ロンドン大学シティで科学ジャーナリズムの修士号を取得しています。 彼女は以前、MailOnlineで科学技術を扱っていました。

Yuan、W. et al。 (2019)大気の蒸気圧不足の増加により、世界の植生の成長が減少し、Science Advances、 https://advances.sciencemag.org/content/5/8/eaax1396

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