Yüksek CO2 ve Ağaçlar: Toprak Mikroplarıyla İş Birliğiyle Büyüme Artışı
İngiltere'nin Staffordshire bölgesinde 180 yıllık İngiliz meşe ağaçları üzerinde gerçekleştirilen ve altı yıl süren dikkat çekici bir araştırma, atmosferdeki karbondioksit (CO2) artışının orman ekosistemleri üzerindeki potansiyel etkilerine dair önemli bulgular ortaya koydu. Bilim insanları, özel olarak tasarlanmış devasa metal kuleler aracılığıyla ağaçların etrafına kontrollü bir şekilde CO2 enjekte ederek, gelecekteki atmosfer koşullarını simüle ettiler. Bu yenilikçi deney, yüksek CO2 seviyelerinin ağaçların toprak altındaki mikroorganizmalarla kurduğu ilişkiyi nasıl değiştirdiğini ve bunun sonucunda ağaçların büyüme potansiyellerini nasıl artırdığını gözler önüne serdi.
Birmingham Üniversitesi'nden araştırmacıların imza attığı çalışma kapsamında, vejetasyon dönemlerinde (Nisan-Kasım ayları arası) ve yalnızca gündüz saatlerinde ağaçlara CO2 gazı verildi. Deneye tabi tutulan meşeler, metreküp başına 573 parçacık (ppm) seviyesinde CO2 solurken, kontrol grubundaki ağaçlar standart atmosferik seviye olan 424 ppm ile yetindi. Araştırmacılar, mevcut eğilimlerin sürmesi halinde küresel atmosferdeki CO2 konsantrasyonunun 2050 yılına kadar yaklaşık 573 ppm seviyesine ulaşmasını bekliyor. Altı yıllık gözlem süresince elde edilen veriler, CO2'ye maruz bırakılan ağaçların, işlem görmeyen akranlarına kıyasla belirgin şekilde daha fazla odun dokusu ürettiğini kanıtladı. Bu durum, CO2'nin doğrudan ağaç büyümesi üzerindeki olumlu etkisine işaret ediyor.
Daha önceki bilimsel görüşler, atmosferdeki CO2 artışının orman büyümesini sınırlayacağı yönündeydi. Bu görüşün temelinde, toprağın sağladığı azot miktarının artan ağaç talebini karşılayamayacağı düşüncesi yatıyordu. Ancak Manon Rumeau liderliğindeki araştırma ekibinin yürüttüğü detaylı toprak analizleri, bu tezi çürüttü. 2022 yılı boyunca yapılan incelemeler, yüksek CO2 ortamındaki ağaçların bulunduğu topraklardan, kontrol grubuna kıyasla yıl boyunca ortalama %29 daha fazla kullanılabilir azot salındığını ortaya koydu. Verilere göre, yüksek CO2 uygulanan alanlarda toprak, hektar başına 126 kilogram azot salarken, ağaçlar 127 kilogram azot kullandı; yani salım ve tüketim neredeyse dengelendi. Kontrol gruplarında ise toprak 113 kilogram azot salarken, ağaçların tüketimi 128 kilograma ulaştı. Bu fark, ağaçların topraktan daha fazla azot çektiğini gösteriyor.
Bilim insanları, ağaçların kök sistemleri aracılığıyla toprağa salgıladıkları karbon bazlı bileşiklerin, toprak mikroplarını adeta birer uyarıcı gibi harekete geçirdiğini düşünüyor. Bu mikroplar da organik maddeler içinde kilitli kalmış olan azotu serbest bırakarak ağaçların kullanımına sunuyor. Yüksek CO2 alanlarındaki topraklarda bu etkileşimin sonuçları da dikkat çekiciydi: İnce kök miktarında %39'luk bir artış gözlemlendi. Kök ve mikroorganizma aktivitesinin bir göstergesi olan toprak CO2 solunumu %26 oranında yükseldi. Özellikle ilkbaharda tomurcukların patlama döneminde, azot salımı kontrol grubuna göre %75 daha yüksek bir seviyeye ulaştı. Bu bulgular, CO2'nin topraktaki azot döngüsünü canlandırdığını net bir şekilde ortaya koyuyor.
Araştırma ekibi, azot döngüsünün hızlanmasıyla birlikte topraktan azot sızıntısının ve gaz formunda kayıpların artacağını öngörmüştü. Ancak elde edilen sonuçlar bu beklentinin tam tersi bir tablo çizdi. Ağaçların, topraktan serbest kalan azotu son derece hızlı bir şekilde bünyelerine dahil etmeleri sayesinde, sistemde önemli bir azot kaybı yaşanmadı. Dahası, mikroorganizmaların azotu ağaçların kullanabileceği nitrat formuna dönüştürme hızının, ilkbahar ve yaz aylarında yarı yarıya azaldığı tespit edildi. Araştırmacılar, bu durumun köklerin salgıladığı ve bu dönüşümü engelleyen bazı bileşiklerden kaynaklanabileceğini değerlendiriyor. Bu sayede azot, ağaçlar tarafından daha etkin bir şekilde kullanılabiliyor. 2020-2022 yılları arasındaki ölçümler, aynı zamanda güçlü bir sera gazı olan diazot monoksit salımının, yüksek CO2 koşulları altında %74 oranında azaldığını da ortaya koydu.
Bu umut verici bulgulara rağmen, araştırmacılar elde edilen sonuçların her orman ekosisteminde aynı şekilde tekrarlanmayabileceği konusunda uyarıyor. Örneğin, Avustralya'daki okaliptüs ormanlarında yapılan benzer bir çalışmada, topraktaki fosfor eksikliği nedeniyle CO2 artışının büyümeyi hızlandırmadığı gözlemlenmişti. Ayrıca, sanayi kaynaklı hava kirliliğinin azalmasıyla atmosferden toprağa düşen azot miktarındaki potansiyel azalmanın, gelecekte ormanlar için bir azot yetersizliği riski oluşturabileceği belirtiliyor. Diğer yandan, mikroorganizmaların azotu serbest bırakırken organik maddelerdeki karbonu da dışarı salması, toprağın uzun vadede net bir karbon kazanımı sağlayıp sağlamadığı sorusunu gündeme getiriyor. Bu konudaki ölçüm ve analizlerin devam ettiği bildirildi.
