Agrinews April 2013 - Ministry of Agriculture

Part 2GLOBALATMOSPHERICCHANGE ANDITS EFFECTS ONMANAGED GRASSLAND SYSTEMSINTRODUCTIONinÊ theÊ atmosphereÊ increasesÊ leafÊphotosynthesisÊ byÊ 30Ê ÐÊ 50%Ê inÊ Ê C3ThereÊ hasÊ beenÊ drasticÊ meltingÊ ofÊ warmsÊ theÊ earthÕ sÊ atmosphere.Ê plantÊ speciesÊ andÊ byÊ 10Ê ÐÊ 25Ê %Ê inÊtheÊ snowÊ sinceÊ 9000Ê yearsÊ agoÊ dueÊalthoughÊ carbonÊ dioxideÊ elevationÊtoÊ globalÊ warming.Ê EvenÊ thoughÊ inÊ theÊ atmosphereÊ hasÊ profoundÊsomeÊ researchersÊ (bews,Ê 1929;Ê importanceÊ inÊ stimulatingÊKroonenberg,Ê 1983)Ê believeÊ thatÊ photosynthesis,Ê itÊ alsoÊ hasÊ theÊthisÊ periodÊ ofÊ warmingÊ didnÕ tÊ lastÊmoreÊ thanÊ twentyÊ years,Ê evidencesÊshowÊ thatÊ theÊ glaciersÊ melted,Ê andÊthisÊ causedÊ excessiveÊ rains,Ê whichÊinÊ turnÊ causedÊ theÊ sea-Ê andÊ riverlevelsÊtoÊ riseÊ withÊ tremendousÊ lossÊofÊ bothÊ humanÊ andÊ animalÊ lives.ÊDuringÊ theÊ timeÊ thatÊ iceÊ coveredÊnorthernÊ areasÊ theÊ climateÊ inÊamazoniaÊ wasÊ dryÊ thatÊ extensiveÊareasÊ ofÊ savanna,Ê withÊ scatteredÊtrees dominated the region. OnlyinÊ theÊ 10,000Ê yearsÊ afterÊ thatÊ itÊwasÊ seenÊ theÊamazoniaÊ areaÊ beingÊcoveredÊ byÊ theÊ forestÊ onceÊ moreÊ(bews,Ê1929).ATMOSPHERICÊ CO 2ÊCONCENTRATIONÊStudiesÊ haveÊ revealedÊ thatÊcombustionÊ ofÊ fossilÊ fuelsÊ hasÊhadÊ greatÊ impactÊ onÊ theÊ carbonÊdioxideÊ concentrationÊ inÊ theÊatmosphere,Ê andÊ itÊ hasÊ alsoÊexceededÊ pre-industrialÊ timesÊ byÊnearlyÊ 32%Ê (KeelingÊ andÊwhorf,Ê2005).Ê becauseÊ carbonÊ dioxideÊabsorbsÊ long-waveÊ energy,Ê itÊadversityÊ ofÊ loweringÊ theÊ sensitivityÊofÊ theÊ grasslandsÊ toÊ precipitationsÊandÊ progressiveÊ NÊ limitationsÊ toÊplants.Ê ThisÊ isÊ furtherÊ aggravatedÊ(CampbellÊ etÊ al.,Ê 2000;Ê ainsworthÊbyÊ lackÊ ofÊ phosphorusÊ asÊ theÊandÊ Long,Ê 2005)Ê inÊ ecosystemÊmainÊ limitingÊ factorÊ restrictingÊ studies,Ê althoughÊ responsesÊ forÊgrowth response to CO 2Ê byÊ particularÊ systemsÊ andÊ seasonalÊgrasslandsÊ (HoughtonÊetÊ al.,Ê 2001).Ê conditionsÊ canÊ varyÊ widely.MeehlÊ andÊ TebaldiÊ (2004)Ê haveÊreported that despite the CO 2Ê CARBONÊ DIOXIDEÊ INTERACTIONÊconcentrationÊ inÊ theÊ universe,Ê itÊ WITHÊ ABIOTICÊ FACTORSisÊ ratherÊ lowerÊ thanÊ itÊ hadÊ beenÊRisingÊ atmosphericÊ temperaturesÊanticipatedÊ presumablyÊ dueÊ toÊsomeÊ carbonÊ sinksÊ thatÊ reclineÊ inÊtheÊ continentalÊ ecosystems.Ê TheÊdemonstrationÊ ofÊ thisÊ sinkÊ hasÊmadeÊ itÊ possibleÊ toÊ envisageÊ itsÊuseÊ andÊ developmentÊ toÊ sequesterÊcarbonÊ andÊ thusÊ slowÊ downÊ theÊcurrentÊ riseÊ inÊ theÊ greenhouseÊeffect.Ê TheÊ accumulationÊ ofÊ carbonÊinÊ theÊ grasslandÊ ecosystemÊ hasÊoccurredÊ mostlyÊ belowÊ groundÊandÊ changesÊ inÊ theÊ soilÊ organicÊcarbonÊ stocksÊ andÊ hasÊ resultedÊinÊ bothÊ landÊ useÊ changesÊ andÊgrasslandÊ managementÊ (SoussanaÊetÊal.,Ê2 004).EFFECTSÊ OFÊ CARBONÊ DIOXIDEÊONÊ PHOTOSYNTHESISÊ ANDÊ INÊGRASSLANDSNowakÊ etÊ al.Ê (2004)Ê haveÊ revealedÊthatÊ highÊ concentrationÊ ofÊ carbonÊdioxideÊ inÊ theÊ atmosphereÊcontributesÊ immenselyÊ onÊ theÊproductivityÊ ofÊ theÊ grasslands,Êand this also modifies water andnutrientÊ cycles.Ê ThisÊ observationÊisÊ inÊ agreementÊ withÊ studiesÊbyÊ KimballÊ etÊ al.Ê (2002),Ê whoÊreported that by doubling CO 2ÊC 4Ê species;Ê theÊ leafyÊ canopyÊ canÊalsoÊ beÊ increasedÊ byÊ 30%Ê (CasellaÊandÊ Soussana,Ê 1997;ÊaeschlimannÊetÊ al.,Ê 2005).Ê TheÊ stimulatoryÊ effectÊofÊ elevatedÊ carbonÊ dioxideÊ onÊgrasslandÊ ecosystemÊ productionÊaboveÊ groundÊ averagesÊ aboveÊ 17%ÊhaveÊ differentÊ consequencesÊ onÊtheÊ grasslandsÊ dependingÊ onÊ theÊtypeÊ ofÊ grassÊ speciesÊ onÊ whichÊtheÊ photosyntheticÊ pathwayÊ mayÊbeÊ pursuedÊ (Long,Ê 1991);Ê asÊ forÊtheÊ C 3Ê speciesÊ thereÊ wouldÊ beÊphotorespirationÊ whereasÊ forÊC 4Ê plantÊ speciesÊ slightÊ adversityÊmayÊ beÊ observedÊ (Gifford,Ê 1995;ÊCasellaÊ andÊ Soussana,Ê 1997).ÊTheÊ long-termÊ ratioÊ ofÊ shootÊ darkÊrespirationÊ toÊ photosynthesisÊwasÊ foundÊ toÊ beÊ approximatelyÊconstantÊ withÊ respectÊ toÊ airÊtemperatureÊ andÊ carbonÊ dioxideÊconcentrationÊ (Gifford,Ê 1995).Ê TheÊAprilÊÊÊÊ2013 12