تحقیقات جدید نشان می‌دهد که فتوسنتز جهانی طی دو دهه گذشته افزایش یافته است، اما اقیانوس‌ها با کاهش نگران‌کننده‌ای در جذب کربن مواجه شده‌اند.
به گزارش تکناک، نتایج این تحقیق جدید که در تاریخ ۱ آگوست در مجله Nature Climate Change منتشر شده است، نشان می‌دهد که توانایی زمین برای جذب کربن از طریق فتوسنتز بین سال‌های ۲۰۰۳ تا ۲۰۲۱ افزایش یافته است. این رشد عمدتاً ناشی از فعالیت گیاهان خشکی‌زی است، در حالی که جلبک‌های اقیانوسی، به‌ویژه در نواحی گرمسیری، با کاهش کارایی مواجه شده‌اند. این تغییرات می‌تواند بر سلامت سیاره و برنامه‌های مقابله با تغییرات اقلیمی تأثیر بگذارد.
فتوسنتز فرایندی است که در آن موجودات زنده با استفاده از نور خورشید، دی‌اکسیدکربن را به مواد آلی تبدیل می‌کنند. این فرایند اساس زنجیره غذایی را تشکیل می‌دهد و نقش مهمی در سلامت اکوسیستم‌ها، تأمین غذا، کاهش کربن ناشی از فعالیت‌های انسانی و پایداری اقلیم زمین دارد.
فهرست مطالب
همکاری زمین و اقیانوس در جذب کربن
مطالعات فتوسنتز در گذشته، به‌طور جداگانه بر اکوسیستم‌های خشکی یا اقیانوس تمرکز داشتند. اما دانشمندان در این پژوهش، برای نخستین‌بار روندهای سالانه فتوسنتز در سراسر کره زمین را در خشکی و دریا به‌صورت یکپارچه بررسی کرده‌اند.
دکتر نیکولا کاسار، یکی از پژوهشگران این مطالعه از دانشگاه دوک گفت: «برای ارزیابی سلامت سیاره زمین، باید به فتوسنتز در خشکی و اقیانوس به‌طور هم‌زمان نگاه کرد. داده‌های جامع درباره تولید اولیه خالص جهانی بیش از دو دهه به‌روزرسانی نشده بود.»
دیدن فتوسنتز جهانی با فناوری ماهواره‌ای
محققان برای این مطالعه از داده‌های شش پایگاه ماهواره‌ای درباره فتوسنتز در بازه زمانی ۲۰۰۳ تا ۲۰۲۱ استفاده کردند. این داده‌ها میزان سبزینگی سطح زمین و دریا را با استفاده از رنگدانه کلروفیل اندازه‌گیری می‌کنند و با مدل‌های پیشرفته ترکیب می‌شوند تا تولید اولیه خالص (Net Primary Production یا NPP) تخمین زده شود.
بررسی آنها نشان داد که تولید اولیه خالص در خشکی، سالانه به میزان ۰.۲ میلیارد تن کربن افزایش یافته است. این رشد عمدتاً در عرض‌های جغرافیایی بالا و مناطق معتدل به‌جز برخی مناطق گرمسیری آمریکای جنوبی مشاهده شده است.
کاهش فتوسنتز در اقیانوس‌ها هشداری برای تنوع زیستی
در مقابل، فتوسنتز در اقیانوس‌ها سالانه حدود ۰.۱ میلیارد تن کاهش داشته است، به‌ویژه در نواحی گرمسیری و نیمه‌گرمسیری اقیانوس آرام این موضوع دیده می‌شود. این کاهش به احتمال زیاد ناشی از افزایش دمای سطحی آب و کاهش اختلاط لایه‌های بالایی اقیانوس بوده است، که مانع از رسیدن مواد مغذی به فیتوپلانکتون‌ها می‌شود.
در مجموع، رشد فتوسنتر در اکوسیستم خشکی بر روند جهانی غالب بوده و باعث افزایش کلی فتوسنتز جهانی به میزان ۰.۱ میلیارد تن کربن در سال شده است.
واکنش سریع‌تر اقیانوس‌ها به اقلیم
اگرچه خشکی‌ها نقش اصلی را در رشد فتوسنتز جهانی دارند، اما تغییرات سالانه به‌ویژه هنگام رخدادهای اقلیمی مثل ال‌نینو و لا‌نینیو، بیشتر تحت‌تأثیر اقیانوس‌ها هستند.
دکتر شیننگ هو، یکی دیگر از پژوهشگران این مطالعه بیان کرد: «ما متوجه شدیم که فتوسنتز دریایی نسبت به فتوسنتز در خشکی، به پدیده‌های اقلیمی بسیار حساس‌تر است. یک سری از رویدادهای لا‌نینیو بعد از سال ۲۰۱۵ باعث معکوس شدن روند کاهشی در فتوسنتز اقیانوسی شدند.»
چشم‌انداز آینده
این مطالعه نشان می‌دهد که اکوسیستم‌های زمینی نقش مهمی در جبران کاهش فتوسنتز اقیانوسی دارند. با وجود این، کاهش مداوم در اقیانوس‌های گرمسیری و رکود رشد در مناطق گرمسیری خشکی می‌تواند زنجیره غذایی مناطق استوایی را تضعیف کند و بر تنوع زیستی، ماهیگیری و اقتصادهای محلی اثر منفی بگذارد.
دکتر یولانگ ژانگ، پژوهشگر اصلی این مطالعه عنوان کرد: «سؤال اصلی این است که آیا کاهش فتوسنتز در اقیانوس‌ها ادامه خواهد داشت؟ و اگر چنین باشد، تا چه حد می‌توان روی افزایش در خشکی‌ها برای جبران این کاهش حساب کرد؟ پاسخ به این پرسش‌ها برای سنجش سلامت سیاره و برنامه‌ریزی‌های اقلیمی حیاتی است.»
این پژوهش نشان می‌دهد که اگرچه گیاهان خشکی‌زی به‌دلیل گرمایش زمین و گسترش فصل رشد، عملکرد بهتری در جذب کربن دارند، اما فیتوپلانکتون‌های اقیانوسی به‌ویژه در مناطق گرمسیری تحت فشار هستند. این تحولات نه‌تنها بر چرخه کربن، بلکه بر تنوع زیستی و امنیت غذایی جهانی نیز اثرگذارند. بنابراین، پایش بلندمدت و هم‌زمان اکوسیستم‌های خشکی و دریایی برای درک کامل سلامت زمین و مقابله با تغییرات اقلیمی امری ضروری است.
