[ گزارش اشكال در مقاله | بازگشت | جستجو | ليست كنفرانس‌ها ]

گياهان چگونه به تغيير اقليم واكنش نشان خواهند داد؟  Fulltext 

[ عوض كوچكي ] - عضو هيات علمي دانشگاه فردوسي مشهد

خلاصه مقاله:

مطالعات ديرينه شناسي حاكي است غلظت گاز كربنيك موجود در اتمسفر از حدود 150 هزار سال تاكنون بين 200 تا 300 پي پي ام در نوسان بوده است و در هزار سال اخير نيز غلظت آن تقريبا 280 پي پي ام بوده است. از سال 1850 ميلادي با شروع انقلاب صنعتي و بدليل استفاده بي رويه از سوختهاي فسيلي، تخريب اراضي و جنگل زدايي مخصوصات در نواحي حاره باراني، ميزان گاز كربنيك بصرت نمائي شروع به افزايش نمود بطوريكه در سال 1990 به بيش از 325 پي پي ام رسيد.
كليه گياهان اعم از پست و عالي، گاز كربنيك را در مرحله تاريكي فتوسنتز، از طريق مكانيسم يكساني تحت عنوان چرخه احياء كربن (PCR) به هيدراتهاي كربن احياء مي كنند. درگياهان سه كربنه، آنزيم را بيسكو علاوه بر كاتاليز واكنش گاز كربنيك با RUBP، كاتاليزور واكنش RUBP با اكسيژن نيز مي باشد. در اين حالت، بجاي تثبيت گاز كربنيك و تشكيل دو مولكول اسيد 3- فسفتو گليسريك، يك ملكول اسيد 3- فسفوگليسريك يك مولكول اسيد فسفوگليكوليك تشكيل مي شود. تركيب RUBP با اكسيژن يا تنفس نوري نه تنها باعث هدر رفتن يك مولكول رابيسكو مي شود ، بلكه يك مولكوي گاز كربنيك را هم كه قبلا تثبيت شده، ازاد مي كند. همين مسئله باعث پايين آمدن راندمان فتوسنتز در گياهان سه كربنه، در غلظت معمولي گاز كربنيك مي شود. تنفس نوري باعث مي شود كه فتوسنتز درگياهان سه كربنه در غلظت 35 تا 45 پي پي ام و در گياهان چهار كربنه در غلظت 0 تا 5 پي پي ام گاز كربنيك، به نقطه جبراني برسد. از طرفي گياهان چهاركربنه در غلظت حدود 400 پي پي ام و حتي برخي از آنها در غلظت فعلي گاز كربنيك واكنش نشان ميدهند. بنابراين با توجه به اينكه غلظت فعلي گاز كربنيك كمتر از حد مطلوب گياهان است، در مجموع مي توان انتظار داشت كه افزايش آن باعث ازدياد توليد در هر دو گروه مخصوصا گياهان سه كربنه شود. از طرفي ديگر افزايش غلظت گاز كربنيك از طريق تشديد اثر گلخانه اي، ازدياد دما را بدنبال دارد. افزايش دما موجب كاهش حلاليت اكسيژن و گاز كربنيك در آب شده و شدن اين كاهش براي گاز كربنيك بيشتر است. همچنين افزايش دما با كاهش ميل تركيبي رابيسكو با گاز كربنيك موجب افزايش تنفس نوري مي شود. به همين دليل تاثير مثبت افزايش گاز كربنيك بر فتوسنتز در دماي بالا بيش از دماي پايين است، همچنين تاثير آن بر گونه هاي سه كربنه مناطق گرمسيري بيش از ساير مناطق خواهد بود. تاثير مثبت افزايش شدت تشعشع بر فتوسنتز نيز در غلظتهاي بالاتر گاز كربنيكك بيش از غلظتهاي پايين است. همني امر باعث مي شود كه در محيطهايي كه تشعشع زياد است اثر افزايش غلظت گازكربنيك بيش از غلظتهاي پائين است. همين امر باعث مي شود كه در محيطهاي كه تشعشع زياد است اثر افزايش غلظت در گاز كربنيك بر فتوسنتز بيشتر باشد. عقيده بر اين است كه در غلظتهاي پايين گاز كربنيك، محدوديت گاز كربنيك و در غلظتهاي پايين گاز كربنيك، محدوديت گاز كربنيك و در غلظتهاي بالاتر، تجديد RUBP عامل محدود كننده فتوسنتز است. قابليت تجديد RUBP خود متاثر از ظرفيت انتقال الكترون بوده و لذا مستقيما تحت تاثير شدت تشعشع جذب شده قرار مي گيرد. يكي از اميتازات گياهان چهاركربنه در دما و نور زياد برتري راندمان مصرف آب (WUE) است. در يك مقاومت روزنه اي معين، مقدار خروج آب بيشتر از ورودگار كربنيك است، چون اولاً همواره اختلاف غلظت بخار آب درون و بيرون گياه بيش از اختلاف غلظت گاز كربنيك است. ثانياً در مسير خروج آب، مقاومتهاي كمتري نسبت به مسير ورودگاز كربنيك وجود دارد.با افزايش غلظت گاز كربنيك محيط، هدايت روزنه اي در گياهان سه كربنه كاهش مي يابد (اين گياهان نيازي به باز كردن بيش از حد روزنه هاي خود ندارد) و اين امر اثر بازدارندگي بيشتري بر خروج آب نسبت به ورود گاز كربنيك دارد. در نتيجه منجر به افزايش راندمان مصرف آب مي شود. از طرفي ديگر افزايش فتوسنتز، مخصوصا در گياهان سه كربنه موجب توسعه سطح برگ مي شود كه افزايش تعرق را بدنبال دارد. همچنين افزايش دما منجر به ازدياد دماي برگ و نياز اتمسفري براي جذب رطوبت مي شود. برخي از محققين معتقدند كه مجموع اين دو عامل ، تعرق و مصرف آب را افزاش داده و اثر مثبت افزايش غلظت گاز كربنيك بر راندمان مصرف آب را خنثي خواهد كرد.