Zvýšená koncentrace oxidu uhličitého a dusík

Otázka, zda rostliny omezí negativní globální následky zvyšující se koncentrace CO₂ v ovzduší tím, že budou větší množství CO₂ fotosynteticky vázat do své hmoty, je stále otevřená (viz Vesmír 79, 7, 2000/1). Rychlost fotosyntézy se sice obvykle během první fáze pěstování rostlin v ovzduší s více CO₂ zvýší, což se odrazí ve vyšší produkci biomasy, ale často následuje po určité době pokles obou těchto veličin na běžné, nebo dokonce nižší hodnoty. Pokusy kalifornských vědců v rezervaci Jasper Ridge pomáhají tento problém vyjasnit. Přirozené luční porosty tam pět let pěstovali v komorách s otevřeným vrškem při koncentracích 360 nebo 720 g CO₂ na m³ (koncentrace současná a koncentrace očekávaná některými vědci za 100 let). Sledovali však pomocí izotopů ¹³C a ¹⁵N metabolické aktivity nejen nadzemních částí rostlin, ale i v kořenové biosféře. Analýzy v průběhu víceletého pokusu ukázaly, že se postupně mění dostupnost dusíku pro rostliny. Ten jim připravují do přijatelné formy z odumřelé uhlíkaté hmoty půdní mikroorganizmy, přičemž uvolňují další CO₂. Zvýšení koncentrace CO₂ v ovzduší i v kořenové zóně vyvolalo zpočátku zvýšenou rozkladnou aktivitu mikroorganizmů a zároveň zvýšený odběr dusíku rostlinami. Když ale rostliny dostupný dusík vyčerpaly, klesla jeho zásoba v půdní zóně a mikroorganizmy neměly co dýchat. Méně aktivních mikroorganizmů bylo pak schopno rozkládat jen menší množství odumřelých zbytků rostlin. Na úkor půdních bakterií se postupně rozšiřovaly půdní houby, které jsou méně výkonné při přeměnách dusíku, a navíc vyšším rostlinám spíše škodí. Vzájemné působení rostlin a půdních mikroorganizmů se tím změnilo. Rychlost dýchání kořenů i poměr uhlíku a dusíku v nich zůstaly stejné, přitom půdní zásoba uhlíkatých látek vzrostla o 11 %. Problém se tedy zužuje na dostatek dusíku dostupného pro rostliny (obvyklý faktor limitující produkci ekosystémů souše) a na narušení obvyklé rovnováhy v přírodě. Ta si nakonec většinou pomůže a klimatické změny překoná – ale dokáže to včas? (Nature 409, 188, 2001)