Bir küresel iklim değişimi sürecinde olduğumuz, üstelik de bu değişimin insan kaynaklı bir ivmelenmeye sahip olduğu artık bilim dünyasınca kabul edilmiş, politikacılar tarafından ise sürekli göz ardı edilmeye çalışılan bir gerçek. Kaydedilen en sıcak 10 yıldan 9'u 2000'den sonrasına denk geliyor. Güneşten Dünya yüzeyine gelen ışımanın bir kısmı uzaya geri yansıyor. Sera gazları ise uzaya gitmesi gereken ışımanın bir bölümünü soğurup, bir bölümünü tekrar atmosfere yansıtıyor. Dolayısıyla sera gazları, özellikle de karbondioksit salımındaki artış Dünya'mızın gitgide ısınmasına neden oluyor.
Doğadaki karbon döngüsü ise bu fazla karbonun çevrimini yapmakta zorlanıyor. Ağaçlar fotosentez yardımıyla atmosferdeki karbonu alıp besin üreterek bu karbonu kendi dokularında kullanmış oluyorlar. Üstelik diğer etmenler sabit olmak şartıyla, artan atmosferik karbondioksit konsantrasyonu, fotosentez performansını da arttırıyor. Yani atmosferde karbondioksit miktarı arttıkça, bitkiler de dokularında daha çok karbon depo edip biyokütlelerini arttırabiliyorlar. Bu da sera gazlarının etkisiyle savaşmamızda bizim en büyük kurtarıcımız olabilirdi, tabii eğer bahsettiğimiz diğer etmenler sabit kalsaydı! Ancak değişen sadece atmosferdeki karbondioksit miktarı değil. Aynı zamanda sıcaklık ve yağış miktarları ve örüntüleri (ve elbette daha başka organik ve inorganik etmenler) de değişmekte. Nature dergisinde yayınlanan yeni bir çalışma, özellikle yağış miktarları ve örüntülerindeki değişimin beklenmedik ağaç ölümlerine neden olabileceğini ortaya koyuyor. Yani en büyük kurtarıcılarımız, kötü imar planlarına ve kaçak keresteciliğe kurban edilmelerinin haricinde, bir anda kitlesel olarak bizleri terk etmeye başlayabilirler.
Hidrolik arıza nedir?
Su, sıcaklık ve topraktaki belli bazı minerallerle beraber dünya üzerindeki ağaçların dağılımında ve miktarında başrolü oynuyor. Kuraklık dönemlerinde, ağaçların ölmesine neden olan birden fazla durum söz konusu. Örneğin susuzluk ağacı böcek saldırılarına daha açık hale getirebilir. Ancak kuraklığa bağlı ağaç ölümlerinin birincil nedeni “hidrolik arıza” denen bir durum. Odunsu bitkiler topraktaki suyu, birçok küçük su yolundan oluşan odun borusu (ksilem) denen yapılar yardımıyla fotosentezin yapıldığı dokulara kadar çıkarabiliyorlar. Bunu sağlayansa yapraklardaki stoma denilen gözeneklerde gerçekleşen terleme. Bitki, yapraklarındaki bu gözeneklerden su buharını kaybettikçe, odun borusu boyunca ve köklerde oluşan emiş gücü, topraktaki suyun bitki dokularına alınmasını sağlıyor.
Bu olay tıpkı bardaktan pipetle su içmemize benziyor. Köklerden alınan su, bitki dokularında metabolik tepkimelerin gerçekleşmesinden, diğer besin ve minerallerin taşınmasına kadar pek çok işlev görüyor. Ancak söz konusu emiş gücü arttıkça odun borusundaki su yollarının kenarlarında bulunan küçük gözenekçiklerden hava kabarcıklarının alınması gibi bir risk de doğuyor. Bu hava kabarcıkları su yollarını tıkayıp suyun taşınımını sekteye uğratabiliyor. Tıpkı pipette bir delik olduğunda, pipete hava girmesi ve suyu çekişimizin güçleşmesi gibi. Buna odun borusu (ksilem) tıkanıklığı deniyor. Topraktaki kullanılabilir su yerine konmadıkça (örneğin, uzun süreli bir kuraklık durumunda olabileceği gibi) bitki emiş gücünü arttırıyor böylelikle git gide daha fazla su yolu hava kabarcıklarıyla tıkanıyor ve sonunda odunsu bitkilerde hidrolik arıza denen duruma ve ölüme neden oluyor.
Odunsu bitkilerin esnekliği
Farklı bitki türleri, farklı odun borusu yapılarına sahip olduklarından, odun borusu tıkanıklığına ve hidrolik arızaya yatkınlıkları da farklı oluyor. Örneğin kapalı tohumlu bitkiler (angiosperm) ve açık tohumlu bitkilerin (gymnosperm) odunsu borularının yapılarında büyük farklılıklar bulunduğu gibi, bunlar da kendi içlerinde çok miktarda çeşitlilik gösteriyorlar. Odun borusu, bitki henüz gençken çevresel koşullara bağlı olarak bir miktar esneklik gösterebilse de, bitki olgunlaştıkça odun borusu içindeki su yolları ölü dokulara dönüştüğü için tıkanıklıklara karşı esneklik gösteremez oluyor.
Dolayısıyla bitki bu tıkanıklıklara karşı ancak belirli bir direnç gösterebilir hale geliyor. Bu direnç, odunsu bitkinin emiş gücüne ve sıvı iletiminin gaz kabarcığı tıkanıklıklarına bağlı olarak kaybı arasındaki ilişki olarak tanımlanıyor. Bu özellik bir anlamda, o bitkinin uzun süreli kuraklıklara ne kadar dayanabileceğinin de bilgisini veriyor.
Orman ölümleri başlayabilir
Bunu göz önünde bulunduran Almanya'daki Ulm üniversitesinden Dr. Brendan Choat önderliğindeki ekip, odunsu bitkilerin farklı emiş güçlerine ve hidrolik arıza eşiklerine dair dünyanın farklı bölgelerinden farklı türlere ait veri setini bir araya getirip analiz etti.
Çalışmada sıvı iletiminin %50 kayba ulaştığı emiş gücü değerleri ele alındı, çünkü bu noktadan sonra odunsu bitkileri hidrolik arızaya ve sonunda ölüme götüren süreç ivmeleniyordu. Bu değerleri, odunsu bitkilerin elverişli koşullar altında (örneğin topraktaki suyun yeterli miktarda yenilenebildiği durumlarda) tıkanıklıktan kaçınmak için belirli seviyede tuttukları emiş gücü değerleriyle karşılaştıran ekip ilginç sonuçlara ulaştı. Bu iki değer arasındaki farka “emniyet payı” deniliyor. Yani bu iki değer arasındaki fark ne kadar fazlaysa, odunsu bitkinin o kadar az hidrolik arıza riskiyle karşı karşıya olduğu anlaşılıyor.
Yapılan analizlerin sonucu ise, araştırmacıların incelediği farklı çevresel koşullarda yaşayan 226 tür içerisinde %70'inin düşük emniyet payına sahip olduklarını gösteriyor. Bu da bu türlerin, ister hali hazırda kurak bir çevrede yaşıyor olsunlar isterse nemli, direnç limitlerinin yakınlarında sıvı dolaşımlarını gerçekleştirdiği anlamına geliyor. Yani iklim değişikliği senaryolarının öngördüğü gibi, kuraklık dönemlerinin sıklaşması ve/veya uzunluğunun artması durumunda, hidrolik arızaya bağlı orman ölümleri baş gösterebilir. Örneğin ABD'de 2002-2003 yılları arasında yaşanan şiddetli bir kuraklık esnasında, düşük emniyet payı değerlerine sahip çam (Pinaceae) türlerinde kitlesel ölümler yaşanırken, beraber yaşadıkları daha yüksek emniyet payı değerlerine sahip ardıç (Cupressaceae) türleri sağ kalabilmişti.
Biyoçeşitlilikte kayıplar olabilir
Bazı ağaçların daha düşük odunsu boru tıkanıklığı direncine sahip olmaları aslında bir strateji meselesi. Örneğin, bol yağış alan ortamlarda yüksek emiş gücü kullanan odunsu bitkiler daha verimli sıvı iletimiyle diğer türlerle daha iyi rekabet edebiliyorlar ya da bitkiler limitleri el verdiğince emiş güçlerini arttırarak mümkün olduğunca fazla besin üretme stratejisini risklerine rağmen sürdürebiliyorlar. Ancak düşük tıkanıklık direncine sahip olmak her zaman yüksek hidrolik arıza riski anlamına da gelmiyor.
Örneğin, daha derine inen kökler, dokularda su depolama, yaprak alanını daraltma gibi başka uyarlanımlar yardımıyla bu riskten daha az etkilenen türler de mevcut. Dahası hidrolik arızaya uğramış, uzun süre hidrolik arıza durumunda kalmış ancak sağ kalmaya devam edebilmiş örneklerin varlığı biliniyor. Çalışma yine de birçok türün işlevsel limitlerinin sınırında yaşamlarını sürdürdüğüne, bu durumun biyokütle azalmalarına ve biyoçeşitlilik kayıplarına neden olabileceğine dikkat çekiyor. Özellikle bitkilerin belirledikleri stratejilerin uzun süreli evrimsel süreçlerinin bir sonucu olduğu düşünülürse, birçok bitki topluluğunun iklim değişikliğinin hızına ayak uyduramayacağı düşünülebilir.
Kuraklığa bağlı büyük ölçekli orman ölümlerini raporlayan geçmiş çalışmalar ve güncel kanıtlar, uzun süreli kuraklıkların ve artan sıcaklıkların sonuçlarının sandığımızdan daha da dramatik olabileceğini ortaya koyuyor. Kuraklık sıklıkları ve yoğunluklarındaki ufak değişimlerin bile, dünyanın hemen her yerinde beklenmedik orman ölümlerine neden olabileceği bilgisi, iklim değişimine bağlı ekoloji krizinin ürkütücü boyutlarını ve bu konuda derhal gerçekçi çözümlerin üretilmesi gerekliliğini gözler önüne seriyor.
BilimsoL ekibinden İstem Fer hazırladı.
facebook/BilimsoL
twitter/BilimsoL
İlgili makale:
Choat, B. et al., Global convergence in the vulnerability of forests to drought, Nature, 2012 doi:10.1038/nature11688
(soL - Bilim)