Phản ứng bất ngờ của thực vật với hàm lượng carbon dioxide cao trong không khí
02/05/2018
KH&CN nước ngoài
Theo nghiên cứu (được công bố trên Tạp chí Science) kéo dài 20 năm thực hiện bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Minnesota (Mỹ), thực vật đang có những phản ứng bất ngờ với sự gia tăng của carbon dioxide (CO2) trong không khí. Trong 12 năm đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy những gì họ mong đợi về cách các loại cỏ khác nhau phản ứng với CO2. Tuy nhiên, trong 8 năm cuối, các nhà nghiên cứu đã phát hiện một bước ngoặt bất ngờ trong nghiên cứu của họ.
Các nhà nghiên cứu đã trồng 88 ô với hai loại cỏ khác nhau, cỏ mùa ấm (C4) và cỏ mùa lạnh (C3), sau đó cho chúng tiếp xúc với CO2 ở nồng độ hiện tại trong không khí và nồng độ cao hơn (nồng độ dự đoán sẽ xảy ra ở trên Trái đất cuối thế kỷ 21, do các hoạt động phát thải của con người).
"Vì thực vật cần CO2 để phát triển, nên chúng tôi cho rằng sự quang hợp của cỏ C3 sẽ tốt hơn ở mức độ CO2 cao, bởi vì loài này có khả năng tăng hấp thụ CO2 khi nồng độ CO2 tăng lên. Chúng tôi cũng hy vọng rằng lộ trình quang hợp của cỏ C4 sẽ không bị ảnh hưởng, bởi vì loại cây này nói chung hấp thụ ít CO2 hơn khi nồng độ CO2 tăng lên. Điều này đã đúng trong 12 năm đầu tiên của nghiên cứu, nhưng hiện tại nó đã thay đổi." GS. Peter Reich của Đại học Minnesota cho biết.
Trong tám năm cuối cùng của nghiên cứu, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các loài thực vật nhóm C4 phát triển tốt hơn C3 trong môi trường nồng độ CO2 cao. Mặc dù chưa biết chắc nguyên do của sự thay đổi này, nhưng đây là phát hiện có ý nghĩa rất quan trọng.
Reich cho biết: “Đồng cỏ chiếm từ 30-40% đất đai, đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ CO2 sinh ra do đốt nhiên liệu hóa thạch. Nếu các đồng cỏ trên thế giới có phản ứng giống với kết quả trong thử nghiệm của chúng tôi thì có thể sẽ ảnh hưởng đến cách thức chúng ta sử dụng để bảo tồn và phục hồi các đồng cỏ trên thế giới".
Cùng với các tác động về bảo tồn và lập kế hoạch phục hồi, những dữ liệu này có thể được sử dụng để giúp các mô hình máy tính dự đoán tốt hơn cách thức cây trồng sẽ phản ứng với việc thay đổi nồng độ CO2 trong khí quyển.
“Kết quả của chúng tôi cho thấy những dự đoán của các mô hình máy tính có thể không đúng và chúng tôi sẽ không quá tự tin về các giả định của mình về vị trí và số lượng hệ sinh thái đất đai tiếp tục hấp thụ thêm CO2 trong không khí”, GS. Reich nói.
Nghiên cứu này còn có sự tham gia của GS. Sarah Hobbie và học viên cao học Melissa Pastore (Bộ môn Sinh thái học, Tiến hóa và Hành vi, Khoa Khoa học Sinh học) và GS. Tali Lee của Đại học Wisconsin, Eau Claire.