Productivité primaire brute (PPB) modélisée pour les zones tropicales et subtropicales avec ORCHIDEE-CNP. a GPP des simulations ORCHIDEE-CNP en supposant N contraintes mais un P élevé partout (pas de contrainte P). b GPP comme dans a, mais avec des contraintes P selon une version de la régression multiple du tableau 2. L'échelle de couleurs pour a, b est en haut. c la différence entre GPP du modèle à contraintes N mais pas P comme indiqué en a et les simulations ORCHIDEE-CNP à contraintes P selon b, avec échelle de couleurs en bas. (d) la différence zonale de GPP montrée en c en utilisant des bandes latitudinales de 2˚ et agrégées à travers les longitudes autour du globe. Crédit :Nature Communications (2022). DOI :10.1038/s41467-022-32545-0
Une nouvelle étude internationale menée par des chercheurs de l'Université Western Sydney a quantifié les contraintes de phosphore à la photosynthèse dans les forêts tropicales, soulignant comment la prise en compte de cette contrainte peut améliorer le climat mondial.
Les forêts tropicales jouent un rôle important dans le cycle du carbone, absorbant plus de carbone de l'atmosphère que tout autre écosystème et agissant comme des modulateurs clés du climat mondial.
Bien qu'ils soient des points chauds pour la biodiversité et qu'ils se situent parmi les écosystèmes les plus productifs de la planète, ils manquent généralement de phosphore, un nutriment majeur pour les plantes, ce qui limite la photosynthèse.
Dans le cadre de l'étude publiée dans Nature Communications , l'équipe de recherche a réalisé l'analyse la plus complète à ce jour dans 12 pays différents et a pris près de 18 000 mesures pour comprendre le lien entre le phosphore et la photosynthèse.
L'auteur principal, le professeur David Ellsworth du Hawkesbury Institute for the Environment, a déclaré que l'étude confirme que plus la concentration de phosphore dans les feuilles est élevée, plus leur capacité à absorber le dioxyde de carbone est élevée.
"Pour la première fois, l'analyse a établi que le phosphore est une contrainte considérable sur la capacité photosynthétique des feuilles dans le monde", a déclaré le professeur Ellsworth.
"Cette découverte a des implications considérables étant donné que plus d'un tiers des sols du monde sont en dessous du taux de phosphore optimal, comme l'illustre la réponse positive de la croissance des plantes à l'ajout de phosphore sous forme d'engrais."
Selon le professeur Ellsworth, comprendre la photosynthèse et son impact sur l'environnement est essentiel pour prédire la réponse de tous les écosystèmes du monde à l'augmentation des concentrations de dioxyde de carbone dans l'atmosphère et au changement climatique, et donc pour prédire les futures possibilités de changement climatique.
"Les résultats élargissent les connaissances disponibles sur la façon dont les écosystèmes mondiaux réagissent au changement climatique. Cela affecte non seulement notre compréhension du rôle des forêts tropicales dans le changement climatique mondial, mais crée également des opportunités pour améliorer la productivité des forêts elles-mêmes", a déclaré le professeur Ellsworth. .
Dans le cadre de l'étude, l'équipe de recherche a dérivé une formulation mathématique qui décrit le lien entre la photosynthèse et le phosphore des feuilles et l'a utilisée dans l'un des rares modèles mondiaux de biosphère qui intègre le cycle du phosphore.
La modélisation a démontré comment la découverte peut être bénéfique pour prédire la photosynthèse mondiale, montrant que les forêts tropicales pourraient absorber beaucoup plus de carbone de l'atmosphère si ces écosystèmes étaient plus riches en phosphore qu'ils ne le sont actuellement. La stimulation de la croissance des plantes par une forte teneur en CO2 dépend de l'homéostasie du phosphore dans les chloroplastes
