Száraz afrikai szavannákon a fűfélék meglepő módon felgyorsult növekedéssel reagálnak a növekvő szén-dioxid-szintre. A Sheffieldi Egyetem kutatása alapjaiban kérdőjelezi meg a korábbi növényélettani feltételezéseket, miután a dél-afrikai Kruger Nemzeti Parkban 28 százalékos gyarapodást mutattak ki a fűtömegben.
A szakemberek évtizedeken át úgy vélték, hogy a trópusi és szubtrópusi szavannákat domináló, úgynevezett C4-es fotoszintézist használó fűfélékre szinte semmilyen hatással nincs a légköri szén-dioxid koncentrációjának emelkedése. Ez a fotoszintetikus útvonal ugyanis már alapjáraton is rendkívül hatékonyan köti meg a szénsavat a forró, világos környezetben. A Nature folyóiratban megjelent friss tanulmány azonban bebizonyította, hogy a valóság jóval összetettebb.
A Sheffieldi Egyetem BioTudományi Iskolájának kutatói Dr. Kimberley Simpson vezetésével feltárták a mechanizmus hátterét. Kiderült, hogy a magasabb szén-dioxid-koncentráció nem közvetlenül a gázcsere ütemét fokozza, hanem a növények vízgazdálkodását javítja drasztikusan.
Amikor a levegőben több a szén-dioxid, a fűfélék levelein található gázcserenyílások kevesebb ideig maradnak nyitva, vagy szűkebbre záródnak. Ennek köszönhetően a növények sokkal kevesebb vizet veszítenek a párologtatás során. A megtakarított nedvesség révén a száraz időszakokban is képesek fenntartani a fotoszintézist, így több föld feletti hajtást és levelet növesztenek.
A Kruger Nemzeti Park harmincéves adatfájljai
A kutatócsoport nem csupán laboratóriumi és üvegházi kísérletekre támaszkodott. A szárazföldi megfigyeléseket a dél-afrikai Kruger Nemzeti Park 533 különböző mintavételi helyének 1989 és 2021 közötti adatsoraival vetették össze.
A több mint három évtizedet átfogó mérések egyértelműen igazolták, hogy a fűtermelés átlagosan 28 százalékkal növekedett a vizsgalted területeken. A növekedési trend a legszárazabb régiókban volt a legkifejezettebb, ami közvetlenül alátámasztja a vízmegtartási elméletet. A klímamodellek szerint ez a folyamat a 21. század hátralévő részében is folytatódni fog.
A szavannai ökoszisztéma átalakuló egyensúlya
Afrika szárazföldi területeinek csaknem felét, a Föld felszínének pedig nagyjából egyötödét szavannák borítják. Emiatt a fűfélék felgyorsult növekedése mélyreható következményekkel jár a globális szénciklusra és a helyi élővilágra egyaránt.
A megnövekedett fűtömeg átalakítja a fák és a fűfélék közötti versengést. Míg korábban a kutatók attól tartottak, hogy a szén-dioxid-szint emelkedése kizárólag a fás szárú növények terjedését és a szavannák elcserjésedését segíti elő, az új adatok szerint a fűfélék komoly ellenállást tanúsítanak. A dúsabb fűréteg emellett több táplálékot biztosít a legelő növényevő állatoknak, ugyanakkor a száraz évszakban megnöveli a bozóttüzek üzemanyag-mennyiségét és intenzitását is.
A talaj széntároló kapacitásának átrendeződése
A szavannák talajában tárolt szén jelentős része nem a fákból, hanem a mélyre nyúló gyökérzettel rendelkező fűfélékből származik. A fűfélék intenzívebb növekedése így a talaj szervesanyag-tartalmát is gyarapítja, ami hosszú távon befolyásolja a szén-dioxid megkötését.
A kutatók hangsúlyozzák, hogy a szavannák dinamikájának megértéséhez elengedhetetlen a fűfélék reakcióinak pontos modellezése. A fásítási programok tervezésekor például figyelembe kell venni, hogy a nyílt, füves területek önmagukban is kulcsfontosságú szénelnyelőként és fajgazdag élőhelyként működnek.
