Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Øker produktiviteten til mais og andre avlinger, og endrer den nordlige halvkule karbondioksid syklus

Anonim

Hvert år på den nordlige halvkule faller nivåene av atmosfærisk karbondioksid om sommeren som planter "inhalerer", og deretter klatre igjen ettersom de puster ut etter vekstsesongen.

annonse


I løpet av de siste 50 årene har størrelsen på denne sesongmessige swing økt med så mye som halvparten av grunner som ikke er fullt ut forstått.

Nå har et team av forskere vist at landbruksproduksjon kan generere opptil en fjerdedel av økningen i denne sesongmessige karboncyklusen, med mais som spiller en ledende rolle.

"Denne studien viser effekten av modellering og datautvinning ved å adressere potensielle kilder som bidrar til sesongmessige endringer i karbondioksid, " sier Liz Blood, programleder for National Science Foundations MacroSystems Biology Program, som finansierte forskningen. "Det peker på rollen som grunnforskning når det gjelder å finne svar på komplekse problemer."

På den nordlige halvkule er det en sterk sesongbasert syklus av vegetasjon, sier forsker Mark Friedl fra Boston University (BU), senior forfatter av et papir som rapporterer resultatene i denne ukens utgave av tidsskriftet Nature .

"Det er noe som skifter om denne syklusen, " sier Friedl. "Økosystemer blir mer produktive, trekker inn mer atmosfærisk karbon i løpet av sommeren og frigjør mer i hvilemodus."

Mesteparten av denne årlige forandringen skyldes effekten av høyere temperaturer drevet av klimaendringer - inkludert lengre årstider, raskere opptak av karbon ved vegetasjon og "grønn" av høyere breddegrader med mer vegetasjon.

"Men det er ikke hele historien, " sier Josh Gray of BU, hovedforfatter av papiret. "Vi har satt mennesker og avlinger inn i historien."

Forskerne samlet global produksjonsstatistikk for fire ledende avlinger - mais, hvete, ris og soyabønner - som sammen representerer om lag 64 prosent av alle kalorier som forbrukes over hele verden.

De fant ut at produksjonen av disse avlingene på den nordlige halvkule har mer enn doblet seg siden 1961 og oversetter til om lag en milliard metrisk tonn karbonfangst og frigjort hvert år.

Disse grøntområdene er "økosystemer på steroider", sier Gray, og bemerker at de okkuperer rundt 6 prosent av det vegetative landområdet på den nordlige halvkule, men er ansvarlige for opptil en fjerdedel av den totale økningen i sesongmessig karbonutveksling av atmosfærisk karbondioksid.

Veksten i sesongvariasjon har ikke stor innvirkning på global terrestrisk karbonopptak og utslipp, sier han, siden karbon samlet av avlingen frigjøres hvert år.

Men forståelse av effektene av landbruksproduksjonen, forskerne opprettholder, vil bidra til å forbedre modeller av globalt klima, spesielt ved å finne ut hvor godt økosystemer vil buffre økende nivå av karbondioksid i fremtiden.

BU-forskerne samarbeidet med et team av forskere, inkludert Eric Kort fra University of Michigan, Steve Frolking ved University of New Hampshire, Christopher Kucharik fra University of Wisconsin, Navin Ramankutty fra University of British Columbia og Deepak Ray of the University av Minnesota.

Arbeidet fremhever ekstraordinære økninger i avlinger i de siste tiårene.

"Disse indikasjonene på økt produktivitet snakker godt for landbruket, sier Tom Torgersen, programleder for Nasjonalt vitenskapsstiftelsens vannbærekraft og klimaprogram, som også finansierte forskningen. "Men en slik forbedret landbruksproduktivitet stiller store krav til vannforsyning, noe som vil kreve ytterligere undersøkelser."

Legger til Friedl, "Det er en bemerkelsesverdig historie om hva vi har gjort i landbruket generelt. Og spesielt i mais, som er en avling som nettopp eksploderte."

Corn alene står for to tredjedeler av avlingen bidrag til økt sesongmessig utveksling i karbon, sier han. Nesten 90 prosent er produsert i Midtvesten USA og Kina.

"I de siste 50 årene har arealet av høstmarker på nordlige halvkule vært relativt stabilt, men produksjonen har intensivert enormt, sier Friedl.

"Det faktum at dette landområdet kan påvirke atmosfærens sammensetning er et fantastisk fingeravtrykk av menneskelig aktivitet på planeten."

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av National Science Foundation . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Josh M. Gray, Steve Frolking, Eric A. Kort, Deepak K. Ray, Christopher J. Kucharik, Navin Ramankutty, Mark A. Friedl. Direkte menneskelig innflytelse på atmosfærisk CO2-sesongmessighet fra økt produktivitet for avlinger . Nature, 2014; 515 (7527): 398 DOI: 10, 1038 / nature13957