CO2 ఆఫ్రికా సవానాల్లో మెల్లని మార్పును నడిపిస్తోంది

పెరుగుతున్న కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఆఫ్రికా సవానాలను మళ్లీ రూపుదిద్దుతోందని కనిపిస్తోంది

University of Sheffield పరిశోధకుల నేతృత్వంలో వచ్చిన కొత్త అధ్యయనం, పెరుగుతున్న వాతావరణ కార్బన్ డయాక్సైడ్ గ్రహాన్ని కేవలం వేడెక్కించడమే కాకుండా మరికొన్ని మార్పులు చేస్తోందని వాదిస్తోంది. ఆఫ్రికా నీరు పరిమితమైన సవానాల్లో, ఈ పరిశోధన గడ్డి మరింత బలంగా పెరగడానికి ఇది సహాయపడుతోందని, అలాగే జీవవైవిధ్యం, అగ్ని, వాతావరణ సహన సామర్థ్యంపై సాగుతున్న చర్చల మధ్యలో ఉన్న పరిసర వ్యవస్థలను మార్చుతోందని సూచిస్తోంది.

Nature లో ప్రచురితమైన ఈ పేపర్, భూమిపై అత్యంత విస్తృతమైన భూభాగాల్లో ఒకదాన్ని కేంద్రీకరిస్తుంది. ఆఫ్రికా సవానాలు ఖండ భూభాగంలో సగం వరకు కప్పి, వన్యప్రాణులు, పశువులు, మానవ జీవనాధారాలు, మరియు పెద్ద కార్బన్ నిల్వలను మద్దతిస్తాయి. దశాబ్దాలుగా శాస్త్రవేత్తలు ఈ ప్రాంతాల్లో ఆధిపత్యం వహించే C4 గడ్డిని, అధిక కార్బన్ డయాక్సైడ్‌కు తక్కువగా స్పందించేవిగా భావించారు, ఎందుకంటే వాటి photosynthetic వ్యవస్థ వేడిగా, ప్రకాశవంతంగా ఉన్న వాతావరణాల్లో ఇప్పటికే చాలా సమర్థవంతంగా ఉంటుంది.

ఈ అధ్యయనం ఆ ఊహను సవాలు చేస్తోంది. పరిశోధకుల ప్రకారం, పెరిగిన కార్బన్ డయాక్సైడ్ అడవి సవానా గడ్డికి వాటి ఆకుల ద్వారా నీటి నష్టాన్ని తగ్గించడంలో సహాయపడుతుంది. పొడి పరిస్థితుల్లో, ఆ నీరు-సేవింగ్ ప్రభావం తేమ పరిమితమైనప్పటికీ photosynthesis ను కొనసాగించి, నేలపై పైభాగ biomass ను ఉత్పత్తి చేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది.

ఈ కనుగొనుగుల ప్రాధాన్యం ఏమిటి

ఈ ఫలితం ప్రాముఖ్యం అది ఎక్కడ కనిపిస్తుందన్న దానిలో ఉంది: గ్రీన్‌హౌస్‌లో లేదా స్వల్పకాల field plot లో మాత్రమే కాదు, ఒక పెద్ద నిజమైన సవానా ecosystem కు అనుసంధానమైన దీర్ఘ observational record లో. బృందం 70 కార్బన్ డయాక్సైడ్ ప్రయోగాల ఫలితాలను దక్షిణాఫ్రికాలోని Kruger National Park లో 533 ప్రదేశాల నుంచి వచ్చిన 32 ఏళ్ల grass production రికార్డుతో కలిపింది.

పాటర్న్ ఆశ్చర్యకరంగా ఉంది. అధ్యయనం ప్రకారం, 1989 నుండి 2021 వరకు పార్కులో grass production 28% పెరిగింది. వర్షపాతం, ఉష్ణోగ్రత, మేత ఒత్తిడి, అగ్ని, నైట్రోజన్ కాలుష్యం, గడ్డి జాతుల కూర్పులో మార్పులు వంటి ఇతర కారణాలు ఈ పెరుగుదలను వివరించగలవా అని పరిశోధకులు పరీక్షించారు. ఆ అంశాల్లో ఏదీ ఈ పెరుగుదలను పూర్తిగా వివరించలేకపోయిందని వ్యాసం చెబుతోంది. బదులుగా, అదే కాలంలో వాతావరణ కార్బన్ డయాక్సైడ్ పెరుగుదలతోనే ఈ ధోరణి అత్యంత దగ్గరగా సరిపోతుంది.

దీని అర్థం కార్బన్ డయాక్సైడ్ మాత్రమే సవానాలపై పనిచేసే శక్తి అని కాదు, లేదా అన్ని grassland లు ఒకేలా స్పందిస్తాయని కాదు. కానీ దీర్ఘకాలంగా ఉన్న ఒక ecological assumption ను సవరించాల్సిన అవసరం ఉందని ఇది సూచిస్తుంది. పొడి సవానాల్లోని C4 గడ్డికి, గతంలో అనుకున్నదానికంటే అధిక కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఎక్కువ లాభం చేకూరిస్తే, భవిష్యత్ vegetation, fire behavior, మరియు carbon cycling అంచనాలను నవీకరించాల్సి ఉంటుంది.

ఇది కార్బన్ కథ మాత్రమే కాదు, నీటి కథ కూడా

అధ్యయనంలో చెప్పిన mechanism ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే అది ప్రశ్నను కొత్తగా నిర్వచిస్తుంది. గడ్డిని ప్రతి పరిస్థితిలోనూ photosynthesis లో సహజంగా మరింత సమర్థవంతం చేయడం కంటే, అధిక కార్బన్ డయాక్సైడ్ వాటికి నీటిని ఆదా చేయడంలో సహాయపడుతున్నట్లు కనిపిస్తోంది. నీరు పరిమితమైన వాతావరణాల్లో, ఇది నిర్ణయాత్మకంగా మారవచ్చు.

పొడి పరిస్థితుల్లో, మొక్కలు నిరంతర సమతుల్యంలో ఉంటాయి. కార్బన్ డయాక్సైడ్ తీసుకోవడానికి అవి ఆకుల రంధ్రాలను తెరవాలి, కానీ అలా చేస్తే నీరు కూడా బయటకు వెళ్తుంది. వాతావరణంలో ఎక్కువ కార్బన్ డయాక్సైడ్ అందుబాటులో ఉంటే, గడ్డులు తక్కువ నీరు కోల్పోతూనే కార్బన్‌ను గ్రహించగలవు. దీని ప్రాక్టికల్ ప్రభావం తక్కువ drought stress మరియు నీరు లేకపోతే ఉత్పత్తి తగ్గిపోయే కాలాల్లో ఎక్కువకాలం కొనసాగగల పెరుగుదల.

అది ఈ కనుగొనుగులు ఆఫ్రికా సవానాలకు ఎందుకు ప్రత్యేకంగా ప్రాసంగికమో వివరిస్తుంది. ఈ వ్యవస్థలు ఉష్ణోగ్రత, సూర్యకాంతి మాత్రమే కాదు, తీవ్రంగా మారే వర్షపాతం ద్వారా కూడా నిర్వచించబడతాయి. పొడి పరిస్థితుల్లో గడ్డిని ఎక్కువ కాలం ఉత్పాదకంగా ఉంచగలిగే లేదా మరింత సమర్థంగా కోలుకునే మార్పు, మొత్తం landscape అంతటా ప్రభావాలు చూపవచ్చు.

అగ్ని, వన్యప్రాణులు, మరియు కార్బన్ చక్రంపై ప్రభావాలు

ఎక్కువ గడ్డి పెరుగుదల అంటే కేవలం పచ్చని దృశ్యాలు మాత్రమే కాదు. సవానాల్లో గడ్డి అంటే ఇంధనం. biomass వేగంగా లేదా మరింత స్థిరంగా పేరుకుపోతే, అగ్ని సంభవాల తరచుదనం, తీవ్రత, సమయం, లేదా స్థల వ్యాప్తి మారవచ్చు. ఇది conservation management, గ్రామీణ సముదాయాలు, మరియు నిర్దిష్ట fire regimes కు అనుగుణంగా ఉన్న జాతులకు ప్రాముఖ్యమైనది.

వన్యప్రాణులపై ప్రభావాలు కూడా ముఖ్యమైనవిగా ఉండొచ్చు. సవానాలు గడ్డి, చెట్లు, మేత జంతువులు, మరియు అగ్ని మధ్య సమతుల్యంతో నిర్మితమవుతాయి. అధికంగా లభించే గడ్డి మేత విధానాలు, ఆహారానికి పోటీ, మరియు తెరిచిన grassland లేదా కాలిన-కాలనివి కాని terrain mosaics పై ఆధారపడే జంతువుల habitat quality ను ప్రభావితం చేయవచ్చు.

ఈ పరిశోధన గ్లోబల్ కార్బన్ చక్రంపై కూడా ప్రభావాలను సూచిస్తోంది. climate చర్చల్లో సవానాలు తరచుగా ఉష్ణమండల అడవులంతగా మాట్లాడబడవు, కానీ వాటి పరిమాణం వాటిని అత్యంత ముఖ్యంగా చేస్తుంది. పెరుగుతున్న కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఈ landscapes లో గడ్డి ఉత్పత్తిని పెంచితే, అది వాతావరణం, మొక్కలు, మట్టి, మరియు అగ్ని ఉద్గారాల మధ్య కార్బన్ ప్రవాహాన్ని మార్చవచ్చు.

అదే సమయంలో, ఎక్కువ biomass అనేది దీర్ఘకాలిక కార్బన్ నిల్వకు స్వయంచాలకంగా మారదు. అగ్ని ప్రమాదం ఎక్కువగా ఉన్న వ్యవస్థల్లో, ఆ అదనపు మొక్క పదార్థం కొంత భాగం కాలిపోవడం ద్వారా త్వరగా వాతావరణంలోకి తిరిగి వెళ్లవచ్చు. ఆ ఒత్తిడి కారణంగానే ఈ అధ్యయనం plant ecology కంటే బయట కూడా దృష్టిని ఆకర్షించే అవకాశం ఉంది.

ఇది climate science కోసం ఏమి మార్చుతుంది

ఈ అధ్యయనం యొక్క విస్తృత సహకారం ecological మాత్రమే కాకుండా method సంబంధితమూ. నియంత్రిత ప్రయోగాల సాక్ష్యాన్ని వందల ప్రదేశాల నుంచి వచ్చిన దశాబ్దాల field measurements తో కలిపి, వాతావరణ ధోరణి ఇప్పటికే landscape-level ప్రభావాలు చూపుతోందని పరిశోధకులు బలపరుస్తున్నారు.

Climate research తరచూ నియంత్రిత ప్రయోగాలు మరియు గందరగోళ ecosystem ల మధ్య గ్యాప్ తో ఇబ్బంది పడుతుంది. ఈ పని ఆ గ్యాప్ ను తగ్గిస్తుంది. C4 pathway ఉపయోగించే గడ్డి వ్యవస్థల్లో కార్బన్ డయాక్సైడ్ fertilization effects ను తక్కువ అంచనా వేయకూడదని ఇది సూచిస్తోంది. కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు drought physiology మధ్య పరస్పర చర్య గత models ఊహించినదానికంటే ముఖ్యమైనదై ఉండవచ్చు.

ఇది land managers మరియు policymakers కు ప్రాక్టికల్ ప్రశ్నలను తెరుస్తుంది. భవిష్యత్ సవానాలు ఎక్కువ గడ్డి ఇంధనం మోస్తే, fire preparedness ను మార్చాల్సి రావచ్చు. vegetation dynamics మారితే, వన్యప్రాణి నిర్వహణ ప్రణాళికలు కూడా మారవచ్చు. Earth-system models ఈ ప్రాంతాల్లో గడ్డి ప్రతిస్పందనను తక్కువగా అంచనా వేసి ఉంటే, ప్రాంతీయ మరియు గ్లోబల్ feedbacks అంచనాలను సవరించాల్సి రావచ్చు.

సంక్షిప్తంగా, ఈ అధ్యయనం సూక్ష్మంగానూ, కీలకంగానూ ఉన్న మార్పు చిత్రాన్ని చూపిస్తోంది. పెరుగుతున్న కార్బన్ డయాక్సైడ్ వాతావరణాన్ని వేడెక్కించడమే కాదు; ప్రపంచంలోని కొన్ని అతిపెద్ద dryland ecosystems లో ఇది ఇప్పటికే మొక్కలు నీటిని ఎలా ఉపయోగిస్తాయో, landscapes ఇంధనాన్ని ఎలా పేరుస్తాయో, మరియు సవానాలు పెద్ద స్థాయిలో ఎలా పనిచేస్తాయో మళ్లీ తీర్చిదిద్దుతూ ఉండవచ్చు.

ఈ వ్యాసం Phys.org నివేదిక ఆధారంగా ఉంది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.