Ani Purwati – 07 Jul 2010
Dua penelitian internasional baru-baru ini melihat hubungan penting antara iklim bumi dan siklus karbon. Laporan penelitian ini mengeksplorasi fotosintesis global dan tingkat respirasi -pernafasan karbondioksida planet, ke dalam dan keluar.
Kedua laporan dipublikasikan secara online oleh jurnal Science di situs Science Express Web pada 18:00, AS, ET, Senin 5 Juli. Science diterbitkan oleh AAAS, masyarakat ilmu pengetahuan nirlaba.
Cristian Beer dari Institut Max Planck untuk Biogeokimia di Jena, Jerman, bersama dengan rekan-rekan dari 10 negara lain di seluruh dunia, pertama melihat Produksi Bruto Primer Bumi (Earth’s Gross Primary Production atau GPP), yang merupakan jumlah karbondioksida dimana tanaman daratan (terrestrial) bernapas melalui fotosintesis setiap tahun. Dengan kombinasi baru dari pengamatan dan pemodelan, mereka memperkirakan jumlah karbon yang tanaman hirup di dunia setiap tahunnya adalah 123.000.000.000 ton metrik.
Kemudian, Miguel Mahecha, juga dari Institut Max Planck untuk Biogeokimia, dan tim peneliti internasional lain menyelesaikan perdebatan yang panjang atas efek variasi jangka pendek dalam suhu udara pada respirasi ekosistem, atau pernafasan karbondioksida bumi kembali ke atmosfer. Mereka menunjukkan bahwa sensitivitas respirasi ekosistem untuk variasi suhu jangka pendek adalah sama di seluruh dunia. Para peneliti juga menunjukkan faktor lain selain suhu, seperti perlambatan, yang sedang berlangsung dalam tanah dan, tampaknya memainkan peran penting dalam keseimbangan ekosistem karbon jangka panjang.
Temuan ini memberikan pencerahan pada siklus karbon global ke dalam dan keluar dari atmosfer dan bagaimana proses-proses yang digabungkan dengan iklim bumi terus berubah. Para peneliti menganalisis sejumlah besar data iklim dan karbon dari seluruh dunia, dan menurut mereka hasilnya akan membantu meningkatkan validitas model prediksi dan membantu menyelesaikan bagaimana perubahan iklim dapat mempengaruhi siklus karbon dan dunia di masa depan.
“Sebuah pemahaman tentang faktor-faktor yang mengontrol GPP berbagai ekosistem daratan penting karena kita manusia menggunakan layanan ekosistem, seperti kayu, serat, dan makanan,” kata Beer. “Selain itu, pemahaman penting dalam konteks perubahan iklim sebagai akibat dari emisi karbondioksida dari pembakaran bahan bakar fosil karena vegetasi sangat mempengaruhi perubahan gas rumah kaca tanah, air, dan karbondioksida …”
Dalam laporan mereka, Beer dan rekan-rekannya mengumpulkan sebagian besar data dari FLUXNET, inisiatif internasional yang didirikan lebih dari 10 tahun yang lalu untuk memonitor pertukaran karbondioksida antara ekosistem bumi dan atmosfer, dengan penginderaan jarak jauh dan data iklim dari seluruh dunia untuk menghitung distribusi spasial rata-rata tahunan GPP antara tahun 1998 dan 2006.
Para peneliti menyoroti fakta bahwa penyerapan karbondioksida yang paling menonjol di hutan tropis planet, yang bertanggung jawab atas 34 persen penuh dengan menghirup karbon dioksida dari atmosfer. Kemudian sabana dengan perhitungan 26 persen dari serapan global, meskipun catatan peneliti bahwa sabana juga menempati dua kali luas permukaan hutan tropis.
Para peneliti menemukan bahwa pengendapan juga memainkan peran penting dalam menentukan penyerapan karbondioksida kotor dunia. Mereka melihat curah hujan memiliki pengaruh signifikan pada jumlah karbon yang tanaman manfaatkan untuk fotosintesis di lebih dari 40 persen dari tanah tumbuhan, sebuah penemuan yang menekankan pentingnya ketersediaan air untuk ketahanan pangan. Menurut penelitian ini, model iklim sering menunjukkan variasi yang besar.
“Kami mencapai sebuah tonggak sejarah dalam penelitian ini dengan menggunakan banyak data dari FLUXNET selain penginderaan jauh dan reanalisis iklim,” kata Beer. “Dengan estimasi GPP global, kita bisa melakukan dua hal-membandingkan hasil kami dengan sistem bumi dan menganalisis lebih lanjut hubungan antara GPP dan iklim.”
Dalam studi kedua, Mahecha dan tim peneliti juga bergantung pada kolaborasi global dalam jaringan FLUXNET selama penyelidikan ekosistem mereka sensivitas untuk suhu udara. Kompilasi dan analisis data dari 60 situs FLUXNET berbeda, para peneliti menemukan bahwa sensitivitas pernafasan pada suhu ekosistem di dunia, biasanya disebut sebagai Q10, sebenarnya cukup diatur dalam batu dan bahwa nilai Q10 tidak tergantung pada suhu rata-rata lokal dan kondisi ekosistem tertentu.
Selama bertahun-tahun, para ahli masih memperdebatkan pengaruh suhu udara pada respirasi global, atau proses organisme metabolik kolektif yang mengembalikan karbondioksida dari permukaan bumi ke atmosfer. Sebagian besar studi empiris menunjukkan bahwa respirasi ekosistem di seluruh dunia sangat sensitif meningkatkan suhu, sedangkan sebagian besar model prediksi menunjukkan sebaliknya. Para ilmuwan mengatakan bahwa suhu udara global akan naik karena adanya penjebakan panas karbondioksida dari pembakaran bahan bakar fosil. Namun, hasil baru menunjukkan bahwa sensitivitas suhu pernafasan alami karbon dioksida dari ekosistem telah berlebihan dan harus dievaluasi ulang.
Penelitian terbaru, dalam menyelesaikan kontroversi tersebut, menunjukkan bahwa studi lapangan sebelumnya gagal untuk menguraikan proses yang bekerja pada skala waktu yang berbeda-. Mahecha dan timnya mempertimbangkan proses dari 60 ekosistem yang berbeda pada skala waktu yang sama untuk rata-rata global Q10 nilai 1.4.
“Temuan utama kami adalah bahwa sensitivitas suhu jangka pendek respirasi ekosistem dengan suhu udara konvergen ke nilai tunggal global,” kata Mahecha. “Bertentangan dengan studi sebelumnya, kami menunjukkan bahwa sensitivitas respirasi ekosistem untuk variasi suhu tampaknya terlepas dari faktor eksternal dan konstan di seluruh ekosistem. Dengan kata lain, kita menemukan hubungan umum antara variasi suhu dan respirasi ekosistem … Temuan kami jelas mendamaikan kontradiksi permodelan dan studi lapangan.”
Di masa depan, dua studi terpisah ini harus memungkinkan untuk memprediksi lebih tepat tentang bagaimana pemanasan iklim bumi akan mempengaruhi pertukaran karbon antara ekosistem dan suasana sebaliknya. Mereka memberikan para ilmuwan alat penting untuk memahami lebih baik ekosistem dunia dan bagaimana umat manusia terus mempengaruhi dan mengubah mereka.
Sumber: http://www.aaas.org/news/
