جیم رابینز، همکار رسانه ی در هلنا، مونتانا ، در ماهنامه دانشگاه استانفورد مرکز بیل لین برای غرب آمریکا دانشکده علوم انسانی، در 7 اکتبر2021-15 مهر1400 این مقاله را در مورد اثرات مضر ازن سطح زمین بر تنوع زیستی منتشر نمود .
لازم به ذکر است تحقیقات این مقاله توسط مرکز بیل لین برای غرب آمریکا در دانشگاه استنفورد پشتیبانی شده است.
مدتهاست که اوزون سطح زمین به عنوان تهدیدی برای سلامت انسان شناخته شده است. اکنون، دانشمندان به طور فزاینده‌ای در حال درک این موضوع هستند که چگونه این آلاینده به گیاهان و درختان آسیب می‌رساند و مجموعه‌ای از اثرات را ایجاد می‌کند که به همه چیز از میکروب‌های خاک، حشرات و حیات وحش آسیب می‌رساند.
نخلستان‌های معروف پارک ملی سکویا با درختان تنومند و 300 فوتی در سمت غربی سیرا نوادا، بالای دره سن خواکین کالیفرنیا قرار دارند. آنها همیشه در معرض تهدید آتش‌سوزی‌هستند و بخش زیادی از جنگل با همین آتش سوری ها سوزانده شده اند. و اکنون، برای اولین بار، حشرات در حال کشتن پارک ملی سکویا هستند.
این درختان باشکوه که بخشی از اکوسیستم جنگلی هستند برایشان تهدیدی پنهان‌تر نیز وجود دارد. سطح ازن در Sequoia و پارک ملی مجاور آن، King's Canyon، به لطف مه دودی که از مناطق شهری و کشاورزی و فعالیت های صنعتی در دره San Joaquin در پایین تردد می کند، جزو بالاترین سطح در ایالات متحده است. سطوح مه دود در اینجا گاهی به اندازه لس آنجلس یا بالاتر میرسد.
مدتهاست که محققان متوجه شده اند، ازن سطح زمین یا تروپوسفر، به درختان و سایر گیاهان با تأثیرگذاری بر فرآیندهای بیولوژیکی در سطح سلولی آسیب می رساند. مطالعات نشان داده اند که سطوح بالای ازن بر رشد گیاهان، سرزندگی، فتوسنتز، تعادل آب، فرآیند گلدهی و توانایی گیاهان برای دفاع از خود تأثیر منفی می گذارد.
تأثیرات ازن در سیرا و جاهای دیگر کاملاً قابل درک نیست، چراکه مطالعه تأثیرات آن بسیار دشوار است و در همین حین تحقیقات به خوبی تأمین نشده است. از بین بردن اثرات ازن از سایر عوامل استرس زا، مانند خشکسالی و دمای گرمتر می تواند دشوار باشد و بسیاری از تغییرات ازن ممکن است برای سال ها یا دهه ها قابل تشخیص نباشند.
اما تحقیقات تا به امروز نشان می دهد که افزایش سطح ازن در حال حاضر به روش های بی شماری بر تنوع زیستی تأثیر گذاشته است.
اوگنیوس آگاتوکلئوس، استاد منابع زیست محیطی در مؤسسه اکولوژی در دانشگاه علوم و فناوری اطلاعات نانجینگ در چین و یکی از محققان برتر در این زمینه میگوید: «اوزون مضرترین آلاینده در جهان است. این امر بیشترین آسیب را به گیاهان وارد می کند و یک تهدید بسیار جدی برای تنوع زیستی است. که در برخی از مناطق آسیا، سطح آن10 برابر آستانه بحرانی میباشد.»
اوزون – گازی نامرئی و بی بو در اتمسفر فوقانی – برای زندگی ضروری است، زیرا از زمین در برابر اشعه های مضر فرابنفش خورشید محافظت می کند. یکی از موفق ترین اقدامات بین المللی زیست محیطی پروتکل 1987 مونترال برای حذف تدریجی مواد شیمیایی صنعتی که لایه اوزون را از بین می بردند است، که تاکنون انجام شده است. با این حال، در سطح زمین، ازن برای زندگی سمی است. عبارت"خوب بالا، بد در نزدیکی" برخی از دانشمندان برای این موضوع استفاده می کنند. این گاز همچنین یک گاز گلخانه ای است، که پس از دی اکسید کربن و متان، سومین گاز بدتر شناخته میشود.
اوزون سطح زمین بیشتر توسط انسان ایجاد میشود و از آلاینده‌هایی مانند اکسید نیتروژن، متان و ترکیبات آلی فرار تشکیل شده است، و توسط خودروها، کامیون‌ها، پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها و توسعه نفت و گاز ساطع میشوند.( از نظر شیمیایی شبیه کلر است، اما سمی نیست.)
هنگامی که این آلاینده های موجود در هوا با نور خورشید و دمای گرم مواجه می شوند، یک واکنش شیمیایی انجام می دهند و تبدیل به اوزون می شوند. در ایالات متحده، اوزون به طور قابل توجهی در دهه های اخیر به لطف مقررات حاکم بر انتشار اکسید نیتروژن و سایر آلاینده های پیش ساز کاهش یافته است. با این حال مکان هایی وجود دارد که اوزون در سطوح بالایی باقی می ماند، از جمله بسیاری از مناطق غربی. علاوه بر پارک ملی سکویا، سطح ازن در پارک‌های دیگر از جمله درخت جاشوا و پارک‌های ملی کوه راکی بسیار بالاست. دنور، سالت لیک سیتی، و آلبوکرکی، در میان دیگر مناطق شهری در غرب، اغلب به سطوح خطرناک ازن می رسند.
مطالعات نشان می دهد که سطح اوزون به طور پیوسته در کل منطقه آسیا، اقیانوسیه، آفریقا و اروپا در حال افزایش است. منبع بیشتر آن چین، هند و آسیای جنوب شرقی است. و البته که اوزون می‌تواند مسافت‌های زیادی را طی کند، چراکه از شمال هند بالا می‌آید تا هیمالیا را در بر بگیرد یا از اقیانوس آرام از آسیا عبور می‌کند تا به عاملی در سطح اوزون در ساحل غربی تبدیل شود، از جمله اوزون که بر سکویاها تأثیر می‌گذارد. همچنین در آسیب به گیاهان در قطب شمال نیز تاثیراتش ذکر شده است.
علاوه بر این، آب و هوای گرمتر، اوزون سطح زمین را افزایش می دهد، مشکلی که احتمال می رود بدتر نیز شود. دانیل جاکوبز، استاد شیمی اتمسفر در دانشگاه هاروارد که ازون، آلودگی هوا و متان را مطالعه می کند، می گوید: «اگر با گرم شدن آب و هوا در شرایط آلوده باشید، اوزون بیشتری دریافت خواهید کرد. به سه دلیل: رکود و تجمع هوای آلوده بیشتر است، واکنش‌هایی که باعث اوزون میشوند با گرمتر شدن سریع‌تر اتفاق می‌افتند و اکسید نیتروژن (پیش‌ساز) در دماهای گرمتر عمر طولانی‌تری دارند.» (بدتر شدن آلودگی هوا ناشی از تغییرات آب و هوایی گاهی اوقات به عنوان "مجازات آب و هوایی" نامیده می شود.)
در همین حال، سطح متان در جو از سال 2006 به سرعت در حال افزایش است و سال گذشته به بالاترین حد خود رسید. متان علاوه بر اینکه یک گاز گلخانه ای قوی است، یک پیش ساز اوزون نیز می باشد.
به خوبی ثابت شده است که قرار گرفتن مزمن در معرض سطوح بالای اوزون یک تهدید جدی برای سلامت انسان است،و مشکلات قلبی و ریوی مانند آسم و آمفیزم را تشدید می کند و باعث کاهش وزن کودک هنگام تولد می شود. یک مطالعه نشان داد که سالانه بیش از 1 میلیون مرگ زودرس در سراسر جهان به دلیل سطوح بالای ازن ایجاد می شود.
تحقیقات همچنین نشان می دهد که محصولات و جنگل ها به طور مستقیم یا غیرمستقیم توسط اوزون آسیب می بینند یا از بین می روند، زیرا اوزون آنها را در برابر حشرات، بیماری ها و خشکسالی مستعدتر می کند. به گفته وزارت کشاورزی ایالات متحده، اوزون بیش از مجموع سایر آلاینده های هوا به گیاهان آسیب می رساند. پیش‌بینی میشود که این گاز باعث کاهش قابل‌توجه در تولید جهانی غذا شود. یک مطالعه اخیر پیش بینی کرد که تا سال 2050 تولید گندم 13 درصد، سویا تا 28 درصد و ذرت 43 درصد به دلیل افزایش دما و ازن کاهش می یابد.
که واضح است که اوزون می تواند بر همه موجودات زنده تأثیر بگذارد، ولیکن تحقیقات تا همین اواخر به تأثیرات آن بر تنوع زیستی توجه نکرده بودند. هرچند دانشمندان بر این باورند که تأثیرات آن قابل توجه است. در این ماه اتحادیه بین‌المللی سازمان‌های تحقیقات جنگل، یک شبکه جهانی از دانشمندان، کنفرانسی را در مورد تهدیدات آلودگی هوا برای اکوسیستم‌های گیاهی برگزار می‌کند. و در طی این کنفرانس اوزون در صدر فهرست قرار دارد.
در مقاله‌ای که سال گذشته منتشر شد، 20 محقق در اروپا و آسیا، از جمله آگاتاکلئوس، آنچه را که ممکن است در دهه های آینده در نتیجه آلودگی اوزون برای اکوسیستم ها اتفاق بیفتد ، مدل سازی کردند. آنها به این نتیجه رسیدند که اوزون بر "ترکیب و تنوع جوامع گیاهی با تاثیر بر صفات فیزیولوژیکی کلیدی" تأثیر می گذارد و می تواند باعث ایجاد مجموعه ای از تغییرات شود که تنوع زیستی را کاهش می دهد. در مقاله خود، محققان از مقامات خواستند اوزون را در تلاش برای حفاظت و احیای تنوع زیستی در نظر بگیرند و گفتند که اثرات آن باید در ارزیابی آلودگی جو و تغییرات آب و هوا گنجانده شود.
هاوارد نوفلد، بوم شناس گیاهی در دانشگاه ایالتی آپالاچی، می گوید: «این کار روزنه های گیاهان را فلج می کند، و بنابراین آب بیشتری نسبت به آنچه می گیرند، آزاد می کنند.» روزنه ها سوراخ های میکروسکوپی روی سطح برگ ها هستند که در آن درختان گازها را به اتمسفر تبادل می کنند. در این میان اوزون به آنها آسیب می رساند و در فرآیندهای مختلف از جمله فتوسنتز دخالت می کند.
اوزون همچنین به برگها آسیب می رساند و پیری آنها را تسریع می کند. با زخمی شدن برگها، فتوسنتز کاهش می یابد. یک گیاه قند کمتری تولید می کند و منابع کمتری دارد. همچنین بر حرکت قندها به ریشه تأثیر می‌گذارد که رشد ریشه را کاهش می‌دهد و آنها را در برابر خشکسالی و کمبود مواد مغذی و بیماری مستعدتر می‌کند.
آسیب اوزون همچنین می تواند زمان ریزش برگ را تغییر دهد و اندازه برگ را کوچک کند و میزان بستر را کاهش دهد و بر جوامع میکروبی که در تجزیه برگ ها رشد می کنند تأثیر بگذارد. میکروب‌های موجود در بستر و خاک برای جذب مواد مغذی حیاتی هستند، به درختان کمک می‌کنند در برابر بیماری مقاومت کنند و از آب به طور موثر استفاده کنند.
اثرات اوزون بر خاک همچنین بر ریزوسفر - سیستم ریشه و میکروب‌ها، قارچ‌ها و سایر موجودات مرتبط با آن تأثیر می‌گذارد. آگاتوکلئوس در این مورد میگوید: «وقتی گیاهان به اوزون واکنش نشان می دهند، انرژی مصرف می کنند. وقتی آنها انرژی زیادی مصرف می کنند، انرژی کمتری برای ارگانیسم های موجود در خاک فراهم می شود و ترکیب شیمیایی می تواند تحت تأثیر قرار گیرد.» برگ‌های کم‌مغذی نیز می‌توانند بر چرخه زندگی حیواناتی که از آنها تغذیه می‌کنند تأثیر بگذارد.
برخی از گیاهان به شدت در برابر گاز سمی حساس هستند و برخی دیگر کمتر. برای مثال در ایالات متحده، گیلاس سیاه، آسپن لرزان و کاج سفید از جمله گونه هایی هستند که بیشترین آسیب را می بینند. این تأثیرات ناهمگون در پشت یکی از تأثیرات عمده اوزون بر اکوسیستم ها قرار دارد- این تأثیرات ترکیبی از جامعه گیاهی را تغییر می دهد و غنای گونه ها را کاهش می دهد. برخی از گونه های گیاهان ممکن است کاهش یا ناپدید شوند، در حالی که برخی دیگر به دلیل عدم وجود رقابت مشابه رشد می کنند. حشرات و گونه های حیات وحش که به آن گیاهان وابسته هستند نیز تحت تأثیر قرار می گیرند.(به نظر مترجم یک چرخه طبیعت محسوب میشود)
مطالعات انجام شده در کوه‌های سن برنادینو کالیفرنیا نشان داده است که اوزون حساسیت جنگل‌ها به آتش‌سوزی را افزایش می‌دهد، زیرا گونه های کاج حساس به ازن و مقاوم در برابر آتش با گونه هایی جایگزین شده اند که احتمال سوختن آنها بیشتر است.
بنابراین جنبه های شیمیایی یک اکوسیستم، نیز در نتیجه ازن تغییرات بی شماری را تجربه می کند. این گاز مقدار نیتروژن را در برگ‌های گیاهان کاهش می‌دهد، به عنوان مثال، یک ماده مغذی کلیدی که باعث پویایی حشرات میشود.
اوزون ترکیبات آلی فرار بیوژنیک را که از گیاهان ساطع میشوند، از ایزوپرن گرفته تا ترپن‌ها، تغییر می‌دهد. این مواد شیمیایی نحوه سیگنال دادن گیاهان به سایر گیاهان، حشرات و حیوانات است. این مقاله میگوید که روابط بین حشرات و مواد شیمیایی که این گیاهان منتشر می‌کنند، «بسیار پیچیده» است و برای عملکرد اکوسیستم حیاتی است.
به عنوان مثال، اوزون بوی گل را که گرده افشان ها را جذب می کند، کاهش می دهد. این بوهای پیام رسان به زنبور عسل یا گرده افشان دیگری که در فاصله نیم مایلی دورتر است، می گوید که چه مقدار گرده در دسترس است، چه کیفیت و چه گونه ای است. اما سطوح بالاتر ازن عطر را تخریب می کند و گرده افشان ها در یافتن گیاه هدف کمتر موفق میشوند. اوزون همچنین توانایی بویایی گرده افشان ها را کاهش می دهد و توانایی آنها را برای شناسایی منابع گرده کاهش می دهد.
کارشناسان می گویند که سایر حشرات، پستانداران و پرندگان احتمالاً مانند انسان در برابر اثرات مخرب اوزون آسیب دیده و رنج میبرند.
آگاتاکلئوس می گوید: «تغییرات آب و هوایی را می توان دید یا احساس کرد ، شاید باران زیاد باشد یا خشکسالی یا گرما باشد. و در این میان آلودگی اوزون یک مشکل پنهان است. معمولاً نمی توان آن را دید یا احساس کرد. مردم نیز به چیزی که نمی توانند ببینند متاسفانه توجه نمی کنند. »
های فن تک از شما دعوت می کند نظرات خود را در مورد این مقاله به اشتراک بگذارید