Fotosynteza na Ziemi: lasy zwiększają produkcję, oceany tracą na sile

Nowe badania: rośliny lądowe napędzają wzrost fotosyntezy

W latach 2003–2021 naukowcy zaobserwowali wyraźny wzrost globalnej fotosyntezy, czyli procesu, w którym organizmy roślinne przekształcają energię słoneczną i dwutlenek węgla w materię organiczną. Kluczową rolę odegrały tu ekosystemy lądowe, zwłaszcza w regionach umiarkowanych i wysokich szerokościach geograficznych, gdzie cieplejszy klimat i większa wilgotność sprzyjały rozwojowi roślinności. Tymczasem produkcja pierwotna w oceanach – głównie za sprawą fitoplanktonu – wykazywała spadek, szczególnie w tropikalnych i subtropikalnych wodach Pacyfiku.

Rola fotosyntezy w bilansie węgla i klimacie

Organizmy fotosyntetyzujące, określane jako producenci pierwotni, są podstawą łańcucha pokarmowego oraz kluczowym elementem stabilizującym klimat. Proces netto produkcji pierwotnej (NPP) określa ilość energii dostępnej dla reszty ekosystemu po odjęciu strat związanych z oddychaniem autotroficznym. Jak podkreślił dr Yulong Zhang z Duke University:

„Netto produkcja pierwotna określa ilość energii, którą organizmy fotosyntetyzujące przechwytują i udostępniają, wspierając niemal całe pozostałe życie w ekosystemie.”

Według badaczy, wzrost NPP na lądzie wyniósł 0,2 mld ton węgla rocznie, podczas gdy w oceanach odnotowano spadek o 0,1 mld ton węgla rocznie. Sumarycznie, globalna produkcja pierwotna wzrosła o 0,1 mld ton węgla rocznie.

Zmiany środowiskowe i ich konsekwencje

Wzrost NPP na lądzie był napędzany przez wydłużenie sezonu wegetacyjnego w wyższych szerokościach geograficznych oraz ekspansję lasów i intensyfikację upraw w regionach umiarkowanych. W oceanach natomiast wyższe temperatury powierzchniowe ograniczały mieszanie warstw wodnych, co zmniejszało dostępność składników odżywczych dla fitoplanktonu.

„Wyższe temperatury powierzchni morza prawdopodobnie ograniczyły produkcję pierwotną fitoplanktonu w regionach tropikalnych i subtropikalnych.” – Nicolas Cassar, Duke University

Oceany wykazywały także większą zmienność roczną produkcji pierwotnej, szczególnie podczas zjawisk klimatycznych El Niño i La Niña. Po 2015 roku seria La Niña przyczyniła się do odwrócenia trendu spadkowego w oceanicznej produkcji pierwotnej.

Znaczenie dla klimatu i bioróżnorodności

Badania wskazują, iż roślinność lądowa kompensuje spadki produkcji pierwotnej w oceanach, jednak utrzymujące się spadki w tropikach mogą osłabić podstawy morskich sieci pokarmowych i wpłynąć na bioróżnorodność oraz lokalne gospodarki. Długofalowo może to również ograniczyć zdolność tropików do pochłaniania dwutlenku węgla, co ma istotne znaczenie dla strategii łagodzenia zmian klimatu.

• USA odwracają kurs klimatyczny. EPA wycofuje się z uznania zagrożenia zmianami klimatu
• Międzynarodowe fundusze klimatyczne wsparły czystą energię miliardami
• Nowy cel klimatyczny UE na 2040 rok: 90% redukcji emisji – najważniejsze założenia

Źródło: ScienceDaily