Pflanzen und Klima: Pflanzen erleiden wie Erde erwärmt (Op-Ed)



Marlene Cimons schreibt für Klima Nexus, eine gemeinnützige, die darauf abzielt zu Klima auf innovative Weise erzählen, das Bewusstsein, zu zerstreuen Fehlinformationen über und präsentieren Lösungen für Klima und Energie in den Vereinigten Staaten. Trug sie diesen Artikel, um Live Science Experten stimmen: Op-Ed & Einblicke.

Eine hartnäckige Annahme über die Auswirkungen des Klimawandels ist, dass Pflanzen gedeihen in wärmeren Temperaturen und eine Atmosphäre der steigende Kohlendioxid werden. Aber die Realität erweist sich als nicht so einfach. In vielen Teilen der Welt auftreten, ganz im Gegenteil – mit möglicherweise verheerenden Folgen für Milliarden von Menschen, die stark abhängig von Pflanzen als Nahrung, Kraftstoff und Arbeitsplätze.

Neue Forschungsergebnisse in der Fachzeitschrift PLOS Biology schlägt Pflanzen im Norden bleibt begrenzt durch Sonneneinstrahlung – das ist knapp in nördlichen Breitengraden aufgrund der Form der Erde und seine Rotation, und ist nicht wahrscheinlich als Folge des Klimawandels ändern – Eindämmung keine positiven Auswirkungen der Erwärmung und zusätzliche Kohlendioxid. Darüber hinaus werden viele Pflanzen in den Tropen nicht übermäßig hohen Hitze zu tolerieren sein, besonders wenn begleitet von Dürre. Das Ergebnis könnte ein Verlust in wertvolle wachsende Tage für die Bevölkerung, die wenigsten es sich leisten können und sind schlecht ausgestattet, damit umzugehen.

"Wer denkt, dass Klimawandel Pflanzen profitieren müssen das Licht buchstäblich und im übertragenen Sinne, sehen," sagte Camilo Mora, ein Ökologe und Assistant Professor in der Geographie-Abteilung an der University of Hawaii at Mānoa und Erstautor der Studie. "Ein enger Fokus auf die Faktoren, die Einfluss auf Pflanzenwachstum zu großen Unterschätzungen der möglichen Auswirkungen des Klimawandels auf Pflanzen, nicht nur in höheren Breitengraden, sondern stärker in den Tropen geführt hat", sagte er. Diese Auswirkungen werden aussetzen "die Welt zu schlimmen Folgen." [Tiere und Pflanzen, die Anpassung an den Klimawandel]

Unter diesen Bedingungen sagte "Auswahl sehr begrenzt für Menschen, die bereits gefährdet," Micah Fisher, eine Doktorandin an der Universität und Co-Autor der Studie. "Ohne Optionen im Lebensunterhalt oder Ernährungssicherheit tendenziell Auswirkungen unverhältnismäßig Auswirkungen auf die Armen."

Die Tropen könnte fast ein Drittel verlieren ihre aktuelle Pflanze wachsender Periode wenn der Klimawandel weiter unvermindert an, die einen erheblichen Einfluss auf mehr als 2,1 Milliarden Menschen mit niedrigem Einkommen hätte, die sich auf Pflanzen und deren Nebenprodukte zu überleben, die Studie sagte.

Die Forschung zeigt, die der Klimawandel weiter führt zu Rückgängen im Pflanzenbau Tage bis zum Jahr 2100, aufgrund einer Kombination von Erwärmung, Trockenheit und Sonne begrenzt. Insgesamt konnte der Globus sehen einen geschätzte 11 Prozent Rückgang der Anzahl der Tage mit geeigneten Bedingungen für das Pflanzenwachstum, mit einigen tropischen Regionen mit Blick auf den Verlust von bis zu 200 Tage pro Jahr bis zum Jahr 2100.

"Ich denke, dies ist eine wichtige und neuartige Einblicke, die hebt die synergistischen folgen aus einem großen und wachsenden Weltbevölkerung und ihre Auswirkungen auf die Umwelt in der wir leben," sagte David Inouye, emeritierter Professor für Biologie an der University of Maryland, Studien, die die Auswirkungen des Klimawandels auf die Umwelt, aber wer war nicht in der neuen Studie beteiligt. "Einige Bevölkerungsgruppen sind bestimmte Verlierer folglich sein."

Globale Auswirkungen

Die Studie liefert eine Skala, die Anfälligkeit für jedes der 194 Länder zeigen. Es ordnet den Ländern Exposition durch die Abnahme der geeigneten wachsenden Tage, ihre Abhängigkeit auf landwirtschaftliche Produkte und Lebensgrundlagen und ihrer Anpassungsfähigkeit durch grundlegende wirtschaftliche Indikatoren.

Die Studie ergab auch, dass Änderungen in geeigneten Pflanzenbau Tage waren vernachlässigbar unter starken und moderate Abschwächung Szenarien, was darauf hindeutet, dass selbst bescheidene Reduzierung der Emissionen solch drastischen Veränderungen und die damit verbundenen Folgen für die Ökosysteme und die Menschen verhindern könnten. Auch, sagten die Forscher, dass es möglicherweise andere Wege, um die Auswirkungen zu verringern.

"Für Pflanzen, die wir für Nahrung, Fasern und Treibstoff wachsen, wir haben ein wenig mehr Kontrolle, und es gibt einige zusätzliche Optionen – zum Beispiel Umstellung auf wachsende Sorten, die unter wärmeren und trockeneren Bedingungen gedeihen können, oder zur Minimierung die Auswirkungen der Dürre, Bewässerung, obwohl Bewässerung bereits ausgiebig benutzt wird" sagte Iain Caldwell, Postdoc an der Universität und ein weiterer Co-Autor der Studie.

"Die meisten dieser Optionen sind in der Regel teuer sein," hinzugefügt, Caldwell. "Da unsere Forschung auch zeigt, dass einige der extremsten Änderungen im Pflanzenbau Bedingungen wird in einigen der ärmsten Länder der Welt auftreten, erfordern diese Optionen Hilfe aus anderen, wohlhabenderen Ländern." Obwohl diese Länder "nicht unbedingt so stark beeinflusst, [sie] sind verantwortlich für einen Großteil der Emissionen, die zu solchen Klimawandel geführt haben."

Mehr CO2-Emissionen bedeuten nicht mehr Pflanzen.

Frühere Forschung, die auf Temperatur konzentriert kam zu dem Schluss, dass steigende Temperaturen und Kohlendioxid-Konzentration in der Landwirtschaft nützlich wären. (Ein 1992 video finanziert durch den Steinkohlenbergbau, genannt "The Greening of Planet Earth" und dessen Nachfolger von 1998, "The Greening des Planeten Erde geht weiter," machte das gleiche behaupten.) Dies wurde ein Gesprächsthema für diejenigen, die nicht verstanden, die großen Unsicherheiten im Verständnis der Welt wie Pflanzen und Ökosysteme an den Klimawandel in den kommenden Jahrzehnten reagieren werden.

Pflanzen, in der Tat hängen von der Verfügbarkeit von Wasser, entsprechende Temperaturen, Licht und Nährstoffe, "und die Auswirkungen von Änderungen in einem dieser Ressourcen kann davon abhängen, wie empfindlich ein Arten/Ökosystem, wie schnell ist eine Art anpassen oder entwickeln kann, und sogar verschiedene Arten interagieren," sagt Ben Cook, ein Klimaforscher am NASA Goddard Institute for Space Studies, wer nicht in die neue Forschung beteiligt war.

Die Annahmen, dass der Klimawandel war gut für Pflanzen "entstand wahrscheinlich in der Idee, die Kohlendioxid erhöht, welche Pflanzen bei der Photosynthese, verwenden stimulieren würde, Produktivität und Wachstum der Pflanzen und Jahreszeiten, dass wärmere Temperaturen zu mehr Wachstum führen würde," Cook hinzugefügt. "Sehr schnell wurde jedoch klar, — während die wahre auf einem gewissen Niveau – diese sind wirklich grobe Verallgemeinerungen und die ultimative Antwort der Pflanzen und Ökosysteme ist wirklich ziemlich viel komplexer."

Die Forscher, die die neue Studie sagte war es nicht verwunderlich, dass Temperatur, frühere Studien betrachtet, "denn dies ist der offensichtlichste Indikator für eine Klimaerwärmung", Fischer. "Es ist auch schwierig, globale Modellierung des Klimawandels durchzuführen. Aber wir werden immer besser. Die Modelle haben einen langen Weg zurückgelegt und haben eine sehr viel genauere Vorhersagekraft entwickelt. "Wir haben versucht, passen die Elemente des Pflanzenwachstums in was wir für einen innovativen Ansatz glaubte."

An Standorten, wo frühere Studien, "Pflanzen sind unter ihre optimale Temperatur und somit Erwärmung hilft" sagte Mora, d.h. gibt es genügend Wärme für einige Wachstum, aber sie würden schneller wachsen, wenn es an diesen Standorten wärmer wurde. "Wenn Sie Kohlendioxid hinzufügen, sie noch besser tun," sagte er. "Dies wäre für viele sinnvoll weil als die Erde wärmer wird, jene Bereiche, die Kühler sind, wie z. B. höheren Breitengraden Länder, bessere Bedingungen für das Pflanzenwachstum haben werden. Auch, weil wir wissen, dass Kohlendioxid im wesentlichen Nahrung für Pflanzen, Anstieg der Kohlendioxid sollte zu mehr Wachstum führen – wenn nichts anderes begrenzt. "

"Das Problem ist für der Rest der Welt, wo Pflanzen bereits Leben nah an Bedingungen oder vorbei an ihr Optimum für Wachstum, zusätzliche Erwärmung könnte Pflanzenarten über Schwellenwerte für Wachstum und möglicherweise überleben," fügte jedoch hinzu Mora.

Die wahre Komplexität des Klimas verstehen

Insgesamt, Klimamodelle verbessern, "und wir sind weiterhin besser zu verstehen, die Nuancen des Klimawandels zu entwickeln," sagte Fisher. "Es spricht für die Herausforderungen der Entwicklung von Konzepten zur Adresse sehr reale Auswirkungen kommen aus sehr komplexe Systeme. Das ist einer der Gründe, warum Menschen die Tatsache verpasst haben, dass diese Erwärmung Bereiche nicht, das Licht haben zu wachsen. Es scheint offensichtlich, aber wir leben in einer komplizierten Welt, mit einem komplexen Klimawandel und wir müssen bessere Foren, diese Diskussionen führen zu finden."

Mit Satelliten-abgeleitete Daten, die PLOS Biology-Studie — die enthalten auch Jamie Caldwell und Brandon Genco, beide von der University of Hawaii at Mānoa und Steven W. Running von der University of Montana School of Forestry – identifiziert die Bereiche der Temperaturen, Bodenfeuchte (Verfügbarkeit von Wasser) und Licht (Sonneneinstrahlung) innerhalb der 95 Prozent der weltweit Pflanzenwachstum heute auftritt. Die Forscher verwendeten Klimaprojektionen dann auf die Anzahl der Tage im Jahr, die in das geeignete Klima reicht für das Pflanzenwachstum in Zukunft fallen werden. Die Forscher zählte die Zahl der geeigneten Pflanze wächst Tage für alle terrestrischen Gebiete der Erde, aber nicht enthalten Bereiche, die mit Wasser bedeckt.

"Das ist eine schöne Studie, die wirklich hält die aggregierte Veränderung der klimatischen Bedingungen, die für Vegetationswachstum in der Zukunft, anstatt nur einzelne Faktoren wie Temperatur oder Dürre sein wird", sagte NASA Koch. "Und weil es auf tatsächlichen Beobachtungen beruht, kann potenziell nützliche Benchmark für den Vergleich der Vegetation Modellsimulationen, die häufiger für diese Art von Studien eingesetzt werden."

Die Studie fand, dass Erwärmung Trends um 7 Prozent steigen wird die Anzahl der Tage über dem Gefrierpunkt Temperaturen, die höhere breiten erleben werden. Aber diese gleichen Standorten werden Licht, ein Trend, der Studien, die Temperatur allein verpasst haben beschränkt haben.

"Solare Strahlung ist ein interessanter Faktor hier deshalb, weil die meisten Bereiche, die zu die untere Temperaturtoleranz für übertreffen das Pflanzenwachstum — Sinn eine Fläche werden warm genug, um Pflanzen in Zukunft zu unterstützen, aber unterstützen sie nicht heute — wird noch durch Sonnenstrahlung, eingeschränkt werden" sagte Jamie Caldwell, unter Bezugnahme auf die Auswirkungen der Erdoberfläche Form und Drehung in diesen Höhenlagen.

"Regionen in höheren breiten werden wahrscheinlich weniger Frost und Schnee auf dem Boden in der Zukunft, aber viele Pflanzen werden nicht in der Lage, die wärmeren Temperaturen nutzen, gibt es nämlich nicht genügend Sonnenlicht, um deren Wachstum zu unterstützen", sagte Iain Caldwell.

Dies ist zwar nicht die erste Studie, die Idee zu zerstreuen, die Pflanzen vom Klimawandel profitieren werden – andererseits regionale Studien belegen beispielsweise solche Effekte – das neue Papier nimmt eine breitere Perspektive, "untersuchen, was passieren wird, den Großteil der Welt Pflanzenwachstum gegeben Faktoren, die das Wachstum," sagte Caldwell.

Trotz des Potenzials für Härte unter laufenden Emissionen Tarife, die Studie ergab, dass einige nördliche Regionen – vor allem in China, Russland und Kanada — wahrscheinlich erleben verbesserte klimatische Bedingungen für das Pflanzenwachstum.

"Unsere Studie liefert wichtige politische Implikationen", sagte Mora. "Es deutet darauf hin, dass wir mit den Kanadiern besser anfreunden sollte. Nicht um angesichts der Situation, aber stellen Sie sich vor den politischen Einfluss könnte, dass der Klimawandel in einige Länder geben, wenn sie die Energie gewinnen, den Rest der Welt zu ernähren."

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