C4草は,二酸化炭素が温暖化された半乾燥草原の乾燥を排除するので繁栄します
Jack A Morgan1, Daniel R LeCain, Elise Pendall
1USDA-ARS, Rangeland Resources Research Unit and Northern Plains Area, Fort Collins, Colorado 80526, USA. jack.morgan@ars.usda.gov
二酸化炭素 (CO2) 濃度の上昇は,半乾燥した草原に及ぼす地球温暖化の影響を相殺することができます. CO2の上昇は,植物の水利用と生産性を向上させ,温暖化による乾燥を相殺し,特定の草の種類を好む.
科学分野:
- エコロジー エコロジー エコロジー
- 気候変動 生物学 生物学
- 植物生理学 植物生理学
背景:
- 地球温暖化により蒸発需要が増加し,潜在的に広範な乾燥を引き起こす可能性があります.
- 大気中の二酸化炭素 (CO2) の上昇は,植物の水利用効率を改善する可能性があるが,その純効果は,バイオマスの増加と植物コミュニティの組成の変化のために不確実である.
- 温暖化はC4の草を好むと予測され,高濃度のCO2はC3の草を好むと予想される.
研究 の 目的:
- 高濃度のCO2と適度な温暖化が,土壌水分 (SWC) と半乾燥した草原における植物コミュニティの動態に与える相互作用効果を調査する.
- CO2排出量の増加による水利用効率が温暖化による乾燥を軽減できるかどうかを判断する.
- 高濃度のCO2と温暖化がC3とC4の草の競争にどのような影響を与えるかを評価する.
主な方法:
- 半乾燥した草原で,CO2レベルを600ppmに操作し,昼夜1.5°C/3.0°Cの温暖化を試した.
- 土壌水の含有量 (SWC) のモニタリング.
- 植物群の構成 (C3対C4の草) と地表生産性の評価.
主要な成果:
- 高濃度のCO2は単独でSWCを増加させ,温暖化だけでは乾燥を引き起こした.
- CO2の上昇と温暖化の組み合わせは,対照のプロットと比較して,SWCの有意な変化をもたらさなかった.
- CO2の上昇はC3の芝を好み,全体的な生産性を高め,温暖化はC4の芝を好む.
- 温暖化とCO2濃縮の組み合わせは,土壌の湿度が限られた年にC4草の成長を刺激しました.
結論:
- 高濃度のCO2は,半乾燥した草原における適度な温暖化による乾燥効果を相殺することができる.
- バイオマスの潜在的増加にもかかわらず,CO2の上昇は,将来の気候シナリオの下で水の利用可能性と生産性を高めることができます.
- 半乾燥した草原は,二酸化炭素が豊富で温暖な世界では,これまで予想されていたよりも高い土壌水分と生産性を発揮する可能性があります.
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