İngiltere'nin Staffordshire bölgesinde 180 yıllık İngiliz meşeleri üzerinde 2017 yılından bu yana süren bir araştırma, yüksek karbondioksit (CO2) seviyelerinin orman büyümesi üzerindeki etkilerine dair önemli veriler sundu. Science Advances dergisinde yayımlanan çalışmaya göre, yüksek CO2'ye maruz kalan ağaçlar, toprak mikroplarıyla iş birliği yaparak ihtiyaç duydukları ek azotu sağladı ve bu sayede odun dokusu üretti.
Birmingham Üniversitesi (UoB) araştırmacıları tarafından yürütülen deneyde, özel boru halkaları kullanılarak ağaçlara yalnızca gündüzleri ve vejetasyon dönemi boyunca (Nisan-Kasım) CO2 verildi. Deney alanındaki meşeler 573 ppm CO2 seviyesine maruz kalırken, kontrol grubundaki ağaçlar 424 ppm seviyesinde tutuldu. Bilim insanları, küresel atmosferik CO2 seviyesinin 2050'li yıllara kadar 573 ppm'e ulaşacağını öngörüyor. Altı yıllık araştırma verileri, CO2 verilen ağaçların, verilmeyen komşularına kıyasla daha fazla odun dokusu ürettiğini ortaya koydu.
Daha önceki bilimsel görüşler, CO2 artışının orman büyümesini sınırlayacağını, çünkü topraktaki azot rezervlerinin yetersiz kalacağını öne sürüyordu. Ancak Manon Rumeau liderliğindeki araştırma ekibinin 2022'de yaptığı toprak analizleri, CO2 ile beslenen ağaçların altındaki toprağın yıl boyunca yaklaşık %29 oranında kullanılabilir azot saldığını gösterdi. Bu durum, toprak salımı ile ağaç tüketiminin dengelendiğini ortaya koydu. Yüksek CO2 alanlarında toprak hektar başına 126 kg azot salarken, ağaçlar 127 kg azot tüketti. Kontrol gruplarında ise toprak 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 bağlı kalan azotu serbest bıraktığını tespit etti. Yüksek CO2 alanlarındaki topraklarda ince kök miktarında %39, kök ve mikroorganizma faaliyetinin göstergesi olan toprak CO2 solunumunda ise %26 artış gözlemlendi. Nisan ayındaki tomurcuklanma döneminde azot salımı, kontrol grubuna göre %75 daha yüksek gerçekleşti.
Araştırma ekibi, hızlanan azot döngüsünün topraktan azot sızıntısını ve gaz kaybını artıracağını düşünse de sonuçlar beklenenin aksine gelişti. Ağaçların serbest kalan azotu hızla bünyelerine alması, sistemde azot kaybını önledi. Ayrıca, mikroorganizmaların azotu nitrata dönüştürme hızının ilkbahar ve yaz aylarında yarı yarıya düştüğü belirlendi. Bu durumun, köklerin nitrat dönüşümünü engelleyen bileşikler salgılayarak azotu ağaçların kullanabileceği formda tutmasından kaynaklandığı değerlendiriliyor. 2020-2022 yılları arasındaki ölçümlerde, güçlü bir sera gazı olan diazot monoksit salımının yüksek CO2 altında %74 azaldığı kaydedildi.
Araştırmacılar, elde edilen bulguların her orman ekosisteminde aynı şekilde geçerli olmayabileceği konusunda uyarıyor. Örneğin, Avustralya'daki okaliptüs ormanlarında yapılan benzer bir deneyde, toprakta fosfor eksikliği nedeniyle CO2 artışının büyümeyi hızlandırmadığı görüldü. Sanayi kaynaklı hava kirliliğinin azalmasıyla atmosferden toprağa düşen azot miktarının azalması, gelecekte azot yetersizliği riskini artırabilir. Ayrıca, mikroorganizmaların azotu serbest bırakırken organik maddedeki karbonu da salması nedeniyle, toprağın uzun vadede net karbon kazanıp kazanmadığına dair ölçüm çalışmaları devam ediyor.
