دانشمندان در حال آموختن این هستند که چگونه آلاینده اوزون به گیاهان و درختان آسیب می رساند و مجموعه ای از اثرات را ایجاد می کند که به همه چیز از میکروب های خاک گرفته تا حیات وحش آسیب می رساند.
نخلستانهای معروف پارک ملی سکویا با درختان تنومند و 300 پا به ارتفاع بالا در ضلع غربی سیرا نوادا ، بالای دره سان خواکین کالیفرنیا قرار گرفته است. آنها مانند گذشته تهدید می شوند: آتش سوزی های جنگلی قسمت اعظم جنگل را سوزانده است و اکنون، برای اولین بار، حشرات سکویاها را می کشند.
مدتهاست که شناخته شده است که اوزون سطح زمین یا تروپوسفریک با تأثیر بر روی تعداد زیادی از فرآیندهای بیولوژیکی در سطح سلولی، به درختان و سایر گیاهان آسیب می رساند. مطالعات نشان داده است که سطوح بالای اوزون بر رشد گیاه، شادابی، فتوسنتز، تعادل آب، روند گلدهی و توانایی گیاهان در دفاع از خود تأثیر منفی می گذارد.
اخیراً، محققان توجه خود را به این معطوف کرده اند که چگونه اثرات مخرب اوزون بر روی گیاهان می تواند در کل اکوسیستم ها موج بزند و بر تنوع زیستی تأثیر بگذارد، به حشرات، حیات وحش و حتی خاک آسیب برساند.
.
تاثیرات اوزون در سیراس و جاهای دیگر کاملاً قابل درک نیست، زیرا مطالعه اثرات آن دشوار است، و تحقیقات به خوبی تأمین نشده است. به سختی می توان اثرات اوزون را از سایر عوامل استرس زا مانند خشکسالی و دمای گرمتر تحت تأثیر قرار داد و بسیاری از تغییرات اوزون ممکن است سالها یا دهه ها قابل تشخیص نباشند.
اما تحقیقات تا کنون نشان می دهد که افزایش سطح اوزون در حال حاضر بر تنوع زیستی به طرق بی شمار تأثیر می گذارد.
Evgenios Agathokleous، استاد منابع زیست محیطی در انستیتوی اکولوژی در دانشگاه علوم و فناوری اطلاعات نانجینگ در چین و یکی از محققان برجسته در این زمینه، گفت: "اوزون مضرترین آلاینده در جهان است." "این وسیع ترین آسیب را به گیاهان وارد می کند و تهدیدی جدی برای تنوع زیستی است." به گفته وی، در برخی از مناطق آسیا، سطح اوزون 10 برابر آستانه بحرانی است.
اوزون یک گاز نامرئی و بی بو در قسمت بالای اتمسفر برای حیات ضروری است زیرا زمین را در برابر اشعه های مضر فرابنفش خورشید محافظت می کند. پروتکل مونترال 1987 حذف مواد شیمیایی صنعتی که لایه اوزون را نابود می کردند، یکی از موفق ترین اقدامات زیست محیطی بین المللی است که تا کنون انجام شده است. اما در سطح زمین، اوزون برای زندگی سمی است. "خوب بالا، بد نزدیک" این جمله ای است که برخی از دانشمندان از آن استفاده می کنند. این گاز همچنین یک گاز گلخانه ای است سومین گاز بد بعد از دی اکسید کربن و متان.
اوزون سطح زمین عمدتاً توسط انسان ها ایجاد می شود که از آلاینده ها-مانند اکسید نیتروژن، متان و ترکیبات آلی فرار که توسط اتومبیل ها، کامیون ها، پالایشگاه ها، نیروگاه ها و توسعه نفت و گاز ساطع می شود، ایجاد می شود. از نظر شیمیایی شبیه کلر است، اما سمی نیست.
هنگامی که این آلاینده های هوا با نور خورشید و دمای گرم مواجه می شوند، واکنش شیمیایی را پشت سر می گذارند و اوزون می شوند. در ایالات متحده، اوزون در دهه های اخیر به دلیل مقررات حاکم بر انتشار اکسید نیتروژن و سایر آلاینده های پیش ساز به میزان قابل توجهی کاهش یافته است. با این حال، مکانهایی وجود دارد که اوزون در آن بالا است، از جمله بخش اعظم غرب. علاوه بر پارک ملی سکویا، سطح اوزون در سایر پارکها، از جمله درختان، درخت جاشوا و پارکهای ملی کوهستان صخره ای، بسیار بالا است. دنور، سالت لیک سیتی و آلبوکرکی، در میان سایر مناطق شهری در غرب، اغلب به سطوح اوزون تهدید کننده سلامتی می رسند.
مطالعات نشان می دهد که سطح اوزون در سراسر منطقه آسیا اقیانوسیه، آفریقا و اروپا به طور پیوسته در حال افزایش است. منبع بیشتر آن چین، هند و جنوب شرقی آسیا است. و اوزون می تواند مسافتهای زیادی را طی کند. از شمال هند بالا می رود تا هیمالیا را در بر بگیرد یا از اقیانوس آرام از آسیا عبور می کند تا به عاملی در سطح اوزون در ساحل غربی تبدیل شود، از جمله اوزون که روی سکویاها تأثیر می گذارد. اوزون نیز به گیاهان قطب شمال آسیب وارد کرده است.
علاوه بر این، هوای گرمتر اوزون سطح زمین را افزایش می دهد، مشکلی که پیش بینی می شود تشدید شود. دانیل جیکوبز، استاد شیمی اتمسفر در دانشگاه هاروارد که اوزون، آلودگی هوا و متان را مطالعه می کند، می گوید: "اگر با گرم شدن آب و هوا در شرایط آلوده قرار دارید، اوزون بیشتری دریافت می کنید." "سه دلیل: رکود و تجمع هوای آلوده بیشتر است، واکنش هایی که باعث اوز.ن می شوند با گرم شدن سریعتر اتفاق می افتند و اکسید نیتروژن (پیش ساز) در دماهای گرمتر عمر طولانی تری دارد." گاهی اوقات بدتر شدن آلودگی هوا ناشی از تغییرات آب و هوا را "مجازات آب و هوا" می نامند.
در همین حال، سطح متان در جو از سال 2006 به سرعت در حال افزایش است و سال گذشته به بالاترین سطح خود رسید. متان علاوه بر اینکه یک گاز گلخانه ای قوی است، یک پیش ساز اوزون نیز می باشد.
کاملاً ثابت شده است که قرار گرفتن مزمن در معرض سطوح بالای اوزون تهدیدی جدی برای سلامت انسان است و مشکلات قلبی و ریوی مانند آسم و آمفیزم را تشدید می کند و باعث کاهش وزن هنگام تولد می شود. یک مطالعه نشان داد که سالانه بیش از 1 میلیون مرگ زودرس در سطح جهان به دلیل سطح بالای اوزون ایجاد می شود.
تحقیقات همچنین نشان می دهد که محصولات و جنگل ها به طور مستقیم یا غیر مستقیم در اثر اوزون آسیب می بینند یا از بین می روند، زیرا اوزون آنها را بیشتر در برابر حشرات، بیماری ها و خشکسالی مستعد می کند. به گفته وزارت کشاورزی ایالات متحده، اوزون بیشتر از همه آلاینده های هوا به گیاهان دیگر آسیب می رساند. پیش بینی می شود که این گاز باعث کاهش قابل توجه تولید غذا در جهان شود. یک مطالعه اخیر پیش بینی کرد که تا سال 2050، عملکرد گندم 13 درصد ، سویا 28 درصد و ذرت 43 درصد به دلیل افزایش دما و اوزون کاهش می یابد.
با این حال، دانشمندان معتقدند که تأثیرات قابل توجهی است. این ماه اتحادیه بین المللی سازمان های تحقیقاتی جنگل، شبکه جهانی دانشمندان، کنفرانسی با عنوان تهدیدهای آلودگی هوا برای اکوسیستم های گیاهی برگزار می کند. اوزون در بالای لیست قرار دارد.
در مقاله ای که سال گذشته منتشر شد، 20 محقق در اروپا و آسیا، از جمله آگاتوکلئوس آنچه را که ممکن است در دهه های آینده در نتیجه آلودگی اوزون برای اکوسیستم ها رخ دهد، مدل سازی کردند. آنها به این نتیجه رسیدند که اوزون بر "ترکیب و تنوع جوامع گیاهی با تأثیر بر ویژگی های کلیدی فیزیولوژیکی" تأثیر می گذارد و می تواند مجموعه ای از تغییرات را ایجاد کند که تنوع زیستی را کاهش می دهد. در مقاله خود، محققان از مقامات خواستند که اوزون را در تلاش برای حفاظت و بازیابی تنوع زیستی در نظر بگیرند و گفتند که اثرات آن باید در ارزیابی آلودگی جو و تغییرات آب و هوا گنجانده شود.
تحقیقات نشان می دهد که اوزون به طرق گوناگونی روی گیاهان تأثیر می گذارد.
هوارد نوفلد، بوم شناس گیاهی در دانشگاه ایالتی آپالاچی می گوید: "این امر روزنه گیاهان را فلج می کند ،" بنابراین آنها آب بیشتری از آنچه که دریافت می کنند آزاد می کنند. " روزنه ها دهانه های میکروسکوپی روی سطح برگ ها هستند که در آن درختان گازها را با اتمسفر تبادل می کنند. اوزون به آنها آسیب می رساند و در فرایندهای مختلف، از جمله فتوسنتز، تداخل ایجاد می کند.
اوزون همچنین به برگها آسیب می رساند و روند پیری آنها را تسریع می کند. "با آسیب دیدن برگها ، فتوسنتز کاهش می یابد. نیوفلد می گوید، یک گیاه قند کمتری تولید می کند و منابع کمتری دارد. "همچنین بر حرکت قندها به ریشه ها تأثیر می گذارد، که باعث کاهش رشد ریشه می شود و آنها را مستعد خشکسالی و کمبود مواد مغذی و بیماری می کند."
آسیب اوزون همچنین می تواند زمان ریزش برگ و کوچک شدن اندازه برگ را تغییر داده، مقدار زباله را کاهش داده و بر جوامع میکروبی که در تجزیه برگ ها رشد می کنند، تأثیر بگذارد. میکروب های موجود در بستر و خاک برای جذب مواد مغذی بسیار مهم هستند، به درختان کمک می کند تا در برابر بیماری ها مقاومت کرده و از آب به نحو احسن استفاده کنند.
تأثیرات اوزون بر خاک بر ریزوسفر سیستم ریشه و میکروب های مرتبط با آن، قارچ ها و دیگر موجودات زنده نیز تأثیر می گذارد. آگاتوکلوس می گوید: "وقتی گیاهان به اوزون واکنش نشان می دهند ، انرژی مصرف می کنند." هنگامی که آنها اینقدر انرژی مصرف می کنند، کمتر چیزی برای تأمین موجودات موجود در خاک وجود دارد و ترکیب شیمیایی می تواند تحت تأثیر قرار گیرد. " برگهای کمتر مغذی نیز می تواند بر چرخه زندگی حیواناتی که از آنها تغذیه می کنند، تأثیر بگذارد.
مطالعات انجام شده در کوه های سان برنادینو در کالیفرنیا نشان داده است که اوزون حساسیت جنگل را در برابر آتش سوزی افزایش می دهد زیرا گونه های کاج حساس به اوزون و مقاوم در برابر جنبه های شیمیایی یک اکوسیستم نیز در نتیجه اوزون تغییرات بیشماری را پشت سر می گذارد. این گاز میزان نیتروژن در برگهای گیاهان را کاهش می دهد، به عنوان مثال، یک ماده مغذی کلیدی که پویایی حشرات را پیش می برد. آتش با گونه هایی جایگزین شده اند که احتمال سوختن آنها بیشتر است.
اوزون ترکیبات آلی فرار زیستی که توسط گیاهان ساطع می شود را تغییر می دهد، از ایزوپرن گرفته تا ترپن ها. این مواد شیمیایی چگونگی سیگنال دهی گیاهان به گیاهان، حشرات و حیوانات دیگر است. به گفته روزنامه، روابط بین حشرات و مواد شیمیایی که این گیاهان منتشر می کنند بسیار پیچیده است و برای عملکرد اکوسیستم بسیار مهم است.
به عنوان مثال، در یکی از مقاله ها مشخص شد که اوزون بوی گل را که گرده افشانها را جذب می کند، کاهش می دهد. این بوهای پیام رسان به زنبور عسل یا گرده افشان دیگر در فاصله نیم مایلی می گوید که چه مقدار گرده موجود است، چه کیفیتی دارد و چه گونه ای است. اما سطوح بالاتر اوزون رایحه را تضعیف می کند و گرده افشان ها در یافتن گیاه مورد نظر موفقیت کمتری دارند. یک مقاله اخیر نشان داد که اوزون همچنین توانایی بویایی گرده افشان ها را کاهش داده و توانایی آنها را برای تشخیص منابع گرده کاهش می دهد.
تحقیقات این مقاله توسط مرکز بیل لین برای غرب آمریکا در دانشگاه استنفورد پشتیبانی شده
های فن تک از شما دعوت می کند نظرات خود را در مورد این مقاله به اشتراک بگذارید.