Keadaan cuaca yang melampau yang disebabkan oleh perubahan iklim mungkin mempunyai kesan negatif ke atas tanah dan ekosistem tumbuhan daripada ahli sains sebelum ini, menurut satu kajian baru.

Pasukan penyelidik antarabangsa yang diketuai oleh University of Manchester di UK mengkaji bagaimana kemarau menjejaskan tanah pada paras mikroba dan mendapati bahawa organisma asas ini diubah dengan cara yang dapat membuktikan memudaratkan ekosistem pada umumnya.

Penyelidikan ini datang pada masa semakin banyak kemarau dan gelombang panas mempengaruhi kedua-dua tanah UK dan masyarakat global.

Penyelidikan ini diterbitkan dalam jurnal Alam Komunikasi.

Kepentingan mikrob tanah

Tanah pelabuhan sangat pelbagai mikroba komuniti yang bertanggungjawab untuk menghasilkan tanah yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman, serta untuk membersihkan air dan mengawal pelepasan gas rumah hijau.

"Mikroba melaksanakan proses penting di dalam tanah; mereka mengurai bahan organik, seperti tumbuhan mati dan akar, dan dengan berbuat demikian mereka mengawal keseimbangan antara karbon yang kekal di dalam tanah dan karbon yang dilepaskan ke atmosfera sebagai CO2, "kata Franciska de Vries, rakan penyelidikan kanan di Sekolah Sains Alam Sekitar dan pengarang utama kajian.

Proses penguraian ini juga membebaskan nutrien untuk pertumbuhan tumbuhan, tetapi semua fungsi ini boleh dipengaruhi oleh gangguan iklim, jelas Vries.

Kajian terdahulu menunjukkan bagaimana komponen-komponen komuniti mikrob berbeza-beza terhadap kemarau, dengan kulat tanah pada umumnya lebih berdaya tahan terhadap perubahan iklim daripada bakteria, kata para penyelidik.

Walau bagaimanapun, kajian-kajian ini hampir secara eksklusif difokuskan pada sifat-sifat tunggal komuniti mikroba, dan bukannya interaksi langsung dan tidak langsung yang berlaku dalam organisma yang wujud bersama di dalam tanah.

"Interaksi antara mikrob boleh memberi kita maklumat tentang bagaimana komuniti mereka akan terjejas oleh perubahan dalam persekitaran mereka," kata de Vries.

"Apabila satu spesies bergantung sepenuhnya kepada spesies lain, contohnya kerana spesies itu menyediakan sumber penting bagi spesies lain, dan spesies itu punah, daripada spesies lain juga akan pupus."

Sebaliknya, para penyelidik ingin mengambil pendekatan yang lebih holistik untuk mengkaji ekosistem tanah.

Kajian ini

Untuk kajian ini, penyelidik menyusun DNA tanah dan menguji kesan kemarau pada empat spesis tumbuhan padang rumput yang lazim.

"Ini adalah spesies yang tumbuh di sekeliling kita; di rumput kami, tetapi juga di padang rumput dan padang rumput di dataran tinggi, "kata de Vries.

"Juga, spesies padang rumput adalah spesies model yang ideal kerana mereka tumbuh dengan cepat dan anda dengan mudah boleh memanipulasi mereka dan menanam komuniti yang berbeza dalam pasu."

Para penyelidik kemudian mengukur tindak balas komuniti tumbuhan, rangkaian bakteria dan kulat tanah, dan fluks gas rumah hijau sebagai tindak balas terhadap kemarau.

Keputusan

Keputusan menunjukkan bahawa rangkaian bakteria dan kulat berbeza dengan ketara dalam sifat-sifat utama yang mungkin mempengaruhi reaksi mereka di bawah gangguan.

Sebagai contoh, rangkaian bakteria mempamerkan lebih banyak sifat ketidakstabilan daripada rangkaian kulat, dan kesan tersebut dirangsang oleh kemarau.

Di samping itu, para penyelidik mendapati peningkatan dalam banyak rumput yang bertambah cepat, bertahan dengan kemarau.

Ini boleh menjejaskan tanah kerana tumbuh-tumbuhan di atas tanah lebih tinggi datang dengan kadar peningkatan berbasikal air dari tumbuh-tumbuhan ke atmosfera, mengurangkan kelembapan tanah secara keseluruhan.

"Kerja ini menunjukkan kepada kita bahawa penting untuk melihat kedua-dua interaksi antara tumbuh-tumbuhan dan mikroba, dan pada interaksi antara mikroba sendiri, untuk tindak balas mereka terhadap perubahan iklim," kata de Vries.

"Ia menunjukkan bahawa kemarau boleh mempunyai kesan jangka panjang terhadap komuniti bakteria dan rangkaian melalui mengubah komposisi komuniti tumbuhan, dan perubahan ini mungkin meninggalkan sistem ini lebih terdedah kepada kemarau yang akan datang, yang pasti dijangkakan dengan perubahan iklim."

Meneruskan kajian

Di tengah-tengah iklim yang pesat berubah, penyelidik berharap untuk terus melihat tanah untuk menentukan kesan semasa dan masa depan kemarau pada organisma bawah tanah.

"Musim panas dan panas kami yang panas tahun ini adalah 'bangun' untuk bersedia untuk tekanan cuaca masa depan,
Nick Ostle, seorang profesor di Pusat Alam Sekitar Lancaster dan pengarang bersama kajian itu, dalam satu kenyataan.

"Kami hanya mempunyai sepuluh tahun terpanas dalam sejarah Inggeris. Kerja-kerja ini menunjukkan bahawa musim kemarau berterusan akan mengubah biologi tanah. Ini penting kerana kami merancang untuk memastikan keselamatan makanan yang bergantung kepada tanah yang sihat. "

Pada masa ini, de Vries sedang mencari mekanisme yang tepat di mana tumbuhan mempengaruhi tindak balas mikrob tanah dan proses yang mereka lakukan.

"Dalam kajian ini, saya membuat hipotesis bahawa eksudat akar, yang merupakan campuran kompleks gula, asid organik, dan molekul isyarat yang dikeluarkan oleh akar tumbuhan ke dalam tanah, memainkan peranan penting dalam hal ini," katanya.

"Saya juga mencari lebih terperinci di komuniti mikroba, menumpukan pada ciri-ciri mereka dan bagaimana mereka dapat menentukan tindak balas mereka terhadap kemarau, banjir, gelombang haba, dan kepak sejuk."