دانشمندان کشف کرده‌اند که بسیاری از گیاهان به‌طور پنهانی یک شبکه دوم از ریشه‌ها را در عمق بیش از ۹۰ سانتی‌متری زیر زمین رشد می‌دهند. این ریشه‌ها به گیاهان امکان می‌دهند به منابع غذایی پنهان دسترسی پیدا کرده و به‌طور بالقوه کربن را در جایی ذخیره کنند که میکروب‌ها به راحتی نمی‌توانند آن را آزاد کنند.
با استفاده از نمونه‌برداری‌های عمقی از توندرا تا جنگل‌های بارانی، محققان دریافتند که تقریباً یک‌پنجم اکوسیستم‌ها این الگوی ریشه‌ای “دومدالی” را نشان می‌دهند. این کشف، فرضیات قبلی درباره کم‌عمق بودن ریشه‌ها را متحول کرده و نشان می‌دهد که پوشش گیاهی زمین ممکن است متحدی پنهان و قدرتمندتر از آنچه تصور می‌کردیم در برابر تغییرات اقلیمی باشد.
ریشه‌ها عمیق‌تر از انتظار نفوذ می‌کنند!
گیاهان و درختان ریشه‌های خود را به درون زمین می‌فرستند تا آب و مواد مغذی را از خاک جذب کنند. تاکنون، دانشمندان معتقد بودند که این ریشه‌ها با افزایش عمق، نازک‌تر و کمتر می‌شوند. اما یک مطالعه جدید و شگفت‌انگیز نشان می‌دهد که بسیاری از گیاهان لایه دوم و بسیار عمیق‌تری از ریشه‌ها را رشد می‌دهند که اغلب بیش از ۹۰ سانتی‌متر زیر زمین امتداد می‌یابند تا از منابع پنهان بهره‌برداری کنند.
این تحقیق که در مجله “نیچر کامیونیکیشنز” منتشر شده، الگوی ریشه‌ای ناشناخته‌ای را کشف می‌کند که می‌تواند درک ما از اکوسیستم‌ها را تغییر دهد. حتی هیجان‌انگیزتر اینکه، یافته‌ها نشان می‌دهند که گیاهان ممکن است کربن را بسیار عمیق‌تر از آنچه تصور می‌کردیم در خاک ذخیره کنند. این یک کشف امیدوارکننده است، به‌ویژه در شرایطی که طبق گزارش “وضعیت اقلیم جهانی” سازمان جهانی هواشناسی که در ماه مارس منتشر شد، سطح دی‌اکسید کربن جهانی به بالاترین میزان خود در ۸۰۰ هزار سال اخیر رسیده است.
مینگژن لو، استادیار دپارتمان مطالعات محیطی دانشگاه نیویورک و نویسنده اصلی این مقاله می‌گوید:
درک اینکه ریشه‌های گیاهان کجا رشد می‌کنند حیاتی است، زیرا ریشه‌های عمیق‌تر می‌توانند به معنای ذخیره‌سازی ایمن‌تر و طولانی‌مدت‌تر کربن باشند. شرایط سخت‌تر در عمق ممکن است از آزاد شدن کربن توسط میکروب‌های تجزیه‌کننده به اتمسفر جلوگیری کند. مشاهدات و مدل‌های اکولوژیکی کنونی ما معمولاً در عمق کم متوقف می‌شوند؛ با نگاه نکردن به اندازه کافی عمیق، ممکن است یک مکانیسم طبیعی ذخیره‌سازی کربن را در اعماق زمین نادیده گرفته باشیم.
ریشه‌های عمیق، ذخیره‌سازی عمیق کربن
این تیم تحقیقاتی از داده‌های شبکه ملی رصد اکولوژیکی (NEON) برای بررسی عمق ریشه‌زایی استفاده کرد. پایگاه داده NEON شامل نمونه‌هایی است که از عمق ۲ متری زیر سطح خاک جمع‌آوری شده‌اند که بسیار عمیق‌تر از عمق ۳۰ سانتی‌متری مطالعات اکولوژیکی سنتی است. این عمق بی‌سابقه به محققان امکان داد الگوهای ریشه‌ای اضافی را در مناطق آب و هوایی متنوع و انواع اکوسیستم‌ها، از توندرا آلاسکا تا جنگل‌های بارانی پورتوریکو، شناسایی کنند.
پروفسور مینگژن لو می‌گوید:
درک اینکه ریشه‌های گیاهان کجا رشد می‌کنند حیاتی است، زیرا ریشه‌های عمیق‌تر می‌توانند به معنای ذخیره‌سازی ایمن‌تر و طولانی‌مدت‌تر کربن باشند.
کار دانشمندان بر روی سه سؤال متمرکز بود که همگی با هدف درک بهتر راهبردهای جذب منابع گیاهان و انعطاف‌پذیری آنها در پاسخ به تغییرات محیطی انجام شد:
- فراوانی ریشه‌ها با عمق چگونه تغییر می‌کند؟
- عوامل مؤثر بر توزیع ریشه‌ها با عمق کدامند؟
- آیا مواد مغذی در خاک‌های عمیق‌تر به طور برابر، کمتر یا بیشتر توسط ریشه‌های ظریف نسبت به خاک سطح استفاده می‌شوند؟
ریشه‌های دومدالی، استراتژی گیاهان را بازنویسی می‌کنند
محققان دریافتند که تقریباً ۲۰ درصد از اکوسیستم‌های مورد مطالعه، ریشه‌هایی داشتند که دو بار در عمق به اوج خود می‌رسیدند – پدیده‌ای که “دومدالی” نامیده می‌شود. در این موارد، گیاهان لایه دوم و عمیق‌تری از ریشه‌ها را رشد دادند که اغلب بیش از ۹۰ سانتی‌متر زیر زمین بود و با لایه‌های خاک غنی از مواد مغذی مطابقت داشت. این نشان می‌دهد که گیاهان – به روش‌هایی که قبلاً ناشناخته بود – برای بهره‌برداری از منابع غذایی اضافی رشد کرده‌اند.
لو می‌گوید:
درک کنونی از ریشه‌ها به معنای واقعی کلمه بیش از حد سطحی است. در بالای زمین، دید عقاب داریم – به لطف ماهواره‌ها و سنجش از دور. اما در زیر زمین، دید اندکی داریم. دید محدود ما در زیر زمین به این معنی است که نمی‌توانیم ظرفیت کامل گیاهان برای ذخیره‌سازی کربن در اعماق خاک را تخمین بزنیم.
آونی مالهوترا، نویسنده همکار مطالعه‌ای تکمیلی که ارتباط بین توزیع ریشه و ذخیره کربن در خاک را بررسی کرده است، پیشنهاد می‌کند:
ریشه‌های عمیق گیاهان ممکن است در یک شرایط باعث افزایش ذخیره کربن در خاک شوند یا در شرایط دیگر به دلیل تحریک میکروب‌های خاک منجر به از دست رفتن کربن شوند. این کشف راه جدیدی را برای بررسی چگونگی تأثیر الگوهای ریشه‌زایی دومدالی بر پویایی جریان مواد مغذی، چرخه آب و ظرفیت طولانی‌مدت خاک برای ذخیره کربن باز می‌کند.
پیامدها برای اقلیم و همکاری
لو نتیجه‌گیری می‌کند:
دانشمندان و سیاست‌گذاران باید عمیق‌تر به زیر سطح زمین نگاه کنند، زیرا این لایه‌های عمیق و نادیده گرفته‌شده خاک ممکن است کلیدهای حیاتی برای درک و مدیریت اکوسیستم‌ها در یک اقلیم در حال تغییر سریع را در خود داشته باشند. خبر خوب این است که گیاهان ممکن است به‌طور طبیعی و فعال‌تر از آنچه تصور می‌کردیم، تغییرات اقلیمی را کاهش دهند – ما فقط باید عمیق‌تر کاوش کنیم تا پتانسیل کامل آنها را درک کنیم.
منبع: Scitechdaily
