İngiltere'de meşe ormanlarında karbon dioksit deneyi tamamlandı

İngiltere'nin Staffordshire bölgesindeki 180 yıllık İngiliz meşeleri üzerinde 2017 yılından bu yana yürütülen uzun vadeli deney, yüksek karbondioksit (CO2) seviyelerinin orman büyümesi üzerindeki etkilerine dair yeni veriler ortaya koydu. Science Advances dergisinde yayımlanan araştırmaya göre, yüksek CO2'ye maruz kalan ağaçlar, toprak mikroplarıyla girdikleri iş birliği sayesinde ihtiyaç duydukları ekstra azotu sağlayarak daha fazla odun dokusu üretti.

Birmingham Üniversitesi (UoB) araştırmacıları tarafından yürütülen çalışmada, özel boru halkaları vasıtasıyla ağaçlara sadece gündüzleri ve vejetasyon dönemi boyunca (Nisan-Kasım) CO2 üflendi. Deney alanındaki meşeler 573 ppm seviyesinde CO2 solurken, kontrol grubundaki ağaçlar 424 ppm seviyesinde kaldı. Bilim insanları, küresel atmosferik CO2 seviyesinin 2050'li yıllara kadar 573 ppm seviyesine ulaşacağını öngörüyor. Araştırmanın altı yıllık verileri, fumige edilen ağaçların işlem görmeyen komşularına kıyasla daha fazla odun dokusu ürettiğini gösterdi.

Bilim dünyasında daha önce CO2 artışının orman büyümesini sınırlayacağı, çünkü toprağın azot rezervlerinin yetersiz kalacağı yönünde bir tez bulunuyordu. Ancak Manon Rumeau liderliğindeki araştırma ekibinin 2022 boyunca yaptığı toprak analizleri, CO2 ile beslenen ağaçların altındaki toprağın yıl genelinde yaklaşık %29 daha fazla kullanılabilir azot saldığını tespit etti. Verilere göre, yüksek CO2 alanlarındaki toprak hektar başına 126 kg azot salarken, ağaçlar 127 kg azot tüketti ve toprak salımı ile ağaç kullanımı dengelendi. Kontrol gruplarında ise toprak hektar başına 113 kg azot salarken ağaçlar 128 kg tüketti.

Araştırmacılar, ağaçların kökleri aracılığıyla toprağa karbon bazlı bileşikler salgıladığını ve bu salgıların toprak mikroplarını uyararak organik maddelerde kilitli kalan azotu serbest bıraktığını belirledi. Yüksek CO2 alanlarındaki topraklarda ince kök miktarında %39 artış kaydedildi. Kök ve mikroorganizma faaliyetinin göstergesi olan toprak CO2 solunumu %26 arttı. Nisan ayındaki tomurcuk patlaması döneminde azot salımı kontrol grubuna göre %75 daha yüksek gerçekleşti.

Araştırma ekibi, hızlanan azot döngüsünün topraktan azot sızıntısını ve gaz kaybını artıracağını öngörmüş olsa da sonuçlar tam aksi yönde gelişti. Ağaçların serbest kalan azotu hızla bünyelerine alması nedeniyle sistemde azot kaybı yaşanmadı. Ayrıca, mikroorganizmaların azotu nitrata dönüştürme hızının ilkbahar ve yaz aylarında yarı yarıya düştüğü görüldü. Araştırmacılar köklerin bu dönüşümü engelleyen bileşikler salgılayarak azotu ağaçların kullanabileceği formda tuttuğunu değerlendiriyor. 2020-2022 yılları arasında sahada yapılan ölçümlerde, güçlü bir sera gazı olan diazot monoksit salımının yüksek CO2 altında %74 azaldığı kaydedildi.

Araştırmacılar, elde edilen bulguların her orman ekosisteminde aynı şekilde gerçekleşmeyebileceğine dikkat çekti. Benzer bir deneyin yürütüldüğü Avustralya'daki okaliptüs ormanlarında, toprakta fosfor eksikliği olduğu için CO2 artışı büyümeyi hızlandırmamıştı. Sanayi kaynaklı hava kirliliğinin azalmasıyla atmosferden toprağa düşen azot miktarının azalması, gelecekte azot yetersizliği riskini artırabilir. Mikroorganizmaların azotu serbest bırakırken organik maddedeki karbonu da dışarı salması nedeniyle, toprağın uzun vadede net karbon kazanıp kazanmadığı konusundaki ölçüm çalışmaları devam ediyor.