ההשפעות ארוכות הטווח
של שינויי האקלים על היערות בעולם

במערכת האקולוגית של כדור הארץ יש שחקן מרכזי מאוד שאנחנו מכירים היטב מחיי היומיום שלנו, אבל נוטים לא להעריך את חשיבותו: הצמחים. צמחים הם קבוצת היצורים החיים בעלת המסה הגדולה ביותר בכדור הארץ, והם אחראים לאחד התהליכים הבסיסיים ביותר בחיים – הפוטוסינתזה, שבה יצורים חיים מנצלים את אנרגיית אור השמש כדי לקשור פחמן דו-חמצני מהאוויר ולהפוך אותו לחומר אורגני, שמספק מזון לצמח וליצורים הניזונים ממנו. הסוכרים שנוצרים  בפוטוסינתזה הם הבסיס כמעט לכל שרשראות המזון בכדור הארץ. 

מכיוון שצמחים קולטים פחמן דו-חמצני מהאוויר ומקבעים אותו במולקולות אורגניות, יש להם השפעה רבה על ריכוז הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה, וכך גם על שינויי האקלים. כיום צמחים קולטים כ-30 אחוזים מגזי החממה שנפלטים עקב פעילות האדם, ובכך הם מאיטים את התחממות כדור הארץ. אך לא בטוח שבעתיד צמחים יוכלו להמשיך לקלוט גזי חממה באותה מידה שהם עושים כעת, כיוון שההתחממות עצמה עשויה לפגוע בצמחייה. אקלים חם ויבש יותר באזורים טרופיים עלול להוביל למוות של עצים, וכך להקטין את כמות הפחמן הדו-חמצני שהם קולטים מהאוויר. בעקבות זאת עלול להיווצר משוב חיובי, שבו ההתחממות תוביל לעלייה בפחמן דו חמצני וכך להתחממות נוספת. 

כדי לבדוק אם התחממות כדור הארץ אכן עלולה לפגוע בצמחייה, ואם כן – כיצד פגיעה כזו תשפיע על תהליך ההתחממות, חוקרים מנסים למצוא קשר בין האקלים לבין הישרדות צמחים ויכולתם לקבע פחמן דו-חמצני מהאטמוספרה. אחת הדרכים לחקור את הקשר הזה היא בדיקת ההשפעה של תנאי אקלים חריגים, כמו שנות אל ניניו. מחקרים מסוג זה בוחנים את ההשפעה קצרת הטווח של האקלים על הצמחייה. ואולם, לאקלים יכולות להיות גם השפעות ארוכות טווח, שיהיו שונות מן ההשפעות לטווח קצר - למשל בעקבות התאמות פיזיולוגיות של הצמחים לסביבתם המשתנה או שינויים בהרכב האוכלוסייה של הצמחים, שיגדילו את שכיחותם של צמחים עמידים לתנאים החדשים. לפיכך משתמשים חוקרים בשיטה משלימה, אשר בוחנת את ההשפעה של הבדלים באקלים בין מקומות שונים בעולם על אופי הצמחייה במקומות אלה ועל היכולת של הצמחים לקלוט פחמן דו-חמצני מהאוויר. באמצעות השוואה בין צמחים שגדלים בתנאי אקלים שונים ברחבי העולם, אפשר לבחון את ההשפעות ארוכות הטווח של תנאי אקלים שונים על הצמחייה.

צמחים קולטים כ-30 אחוזים מגזי החממה שנפלטים עקב פעילות האדם. אילוסטרציה של תהליך הפוטוסינתזה, בו העצים קולטים פחמן דו חמצני ופולטים חמצן | Shutterstock, Andrea Danti

חם יותר, ירוק פחות

מחקר כזה נערך לאחרונה על ידי צוות נרחב של מדענים בראשות חוקרים מאוניברסיטת לידס שבאנגליה, ופורסם בכתב העת Science. במחקר אספו החוקרים מידע מכ-590 אתרים ביערות גשם ברחבי העולם (בדרום אמריקה, באפריקה ובמזרח אסיה). החוקרים התמקדו ביערות גשם משום ששיעור גבוה מכלל הצמחייה בעולם נמצא בבתי גידול אלה, ובהתאם לכך יש להם השפעה רבה מאוד על ריכוזי הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה. החוקרים אספו נתונים על כמות הצמחייה בכל אתר - אשר נמדדה על פי המסה של גזעים ועלוות עצים ליחידת שטח - ועל קצב הגידול של הצמחייה. קצב קצב הגידול מהווה מדד לקצב קליטת הפחמן הדו-חמצני, שכן גידול המסה של העצים נובע ברובו מקליטת פחמן דו-חמצני מהאוויר. נוסף על כך, מדדו החוקרים אתתנאי האקלים בכל אתר, וכך יכלו החוקרים לבחון את ההשפעה של משתני אקלים שונים על כמות הצמחייה ועל יכולתה לקבע פחמן דו-חמצני.

תוצאות המחקר מצביעות על קשר שלילי בין הטמפרטורה בבית הגידול לבין כמות הצמחייה. כל בתי הגידול שנבדקו הם טרופיים וחמים, אך באזורים החמים האלו, נמצא שכל עלייה של מעלה אחת בטמפרטורה המקסימלית שהצמחים חווים במהלך היום מקטינה את כמות הצמחייה בכשישה אחוזים. כמו כן נמצא כי עלייה של מעלה אחת מורידה את כמות הפחמן הדו-חמצני שכל צמח  מקבע בכארבעה אחוזים. האפקט השלילי של עליית הטמפרטורה מחריף במקומות חמים יותר, ככל הנראה על ידי הורדת משך החיים הממוצע של הצמחים. לעומת זאת, עלייה בכמות המשקעים (מי גשם וטל) גורמת לעלייה בכמות הצמחייה: עלייה של מאה מילימטר בכמות הגשם מביאה לעלייה של 2.4 אחוזים בכמות הצמחייה.

המחקר חושף קשר מטריד בין עליית הטמפרטורה לבין ירידה בכמות הצמחייה וביכולת שלה להוריד את רמת הפחמן הדו-חמצני שבאוויר. עם זאת, ההשפעה שמצאו החוקרים קטנה יותר מההשפעה קצרת הטווח שנמצאה במחקרים קודמים, ממצא מעודד שמעיד על יכולת ההסתגלות של צמחים לסביבתם. מחקר זה ומחקרים דומים בעתיד יסייעו לנו לצפות את ההשפעה של פליטות גזי חממה על כדור הארץ ועל היצורים החיים בו.