ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΤΑΠΟΝΗΣΕΩΝ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΩΝ ΑΝΘΡΩΠΟΓΕΝΩΝ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΩΝ

Transcript

1 ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΤΑΠΟΝΗΣΕΩΝ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΩΝ ΑΝΘΡΩΠΟΓΕΝΩΝ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΩΝ

2 Ο πληθυσμός της γης αυξάνεται με ταχείς ρυθμούς 6000 π.χ. 20 εκ μ.χ. 500 εκ μ.χ. 1 δις, 1920 μ.χ. 2 δις 1980 μ.χ. 4.5 δις 2000 μ.χ. 6.3 δις μ.χ. 7 δις

3 Η κλιματική αλλαγή είναι μια πραγματικότητα Κατά το διάστημα των τελευταίων 100 ετών υπολογίζεται ότι η μέση θερμοκρασία του πλανήτη αυξήθηκε κατά C περίπου (η υψηλότερη αύξηση των τελευταίων 1000 ετών), δεν καλύπτει ομοιόμορφα τις περιοχές του πλανήτη. Η αύξηση της ελάχιστης θερμοκρασίας είναι σημαντικά υψηλότερη έναντι αυτής της μέγιστης θερμοκρασίας.

4 Η κλιματική αλλαγή είναι μια πραγματικότητα Συνέπεια: παρατηρείται δραματική συρίκνωση των περιόδων παγετού και των χιονοπτώσεων σε περιοχές μέσου και μεγάλου γεωγραφικού πλάτους, όπως π.χ. στις Αλπεις. Ανάλογες δραματικές μεταβολές παρατηρούνται σε ορισμένες περιοχές του πλανήτη όσον αφορά στο ύψος των βροχοπτώσεων.

5 Η κλιματική αλλαγή είναι μια πραγματικότητα Υπάρχουν ενδείξεις ότι κατά το γεωλογικό παρελθόν του πλανήτη υπήρξαν περίοδοι θερμότεροι από την τρέχουσα. Ωστόσο για πρώτη φορά στην ιστορία του ο ρυθμός μεταβολής της θερμοκρασίας είναι τόσο υψηλός.

6 Παρατηρείται αύξηση της μέσης θερμοκρασίας του πλανήτη κατά τα τελευταία χρόνια 4/12/ Βιέννη Το φετινό φθινόπωρο ήταν το θερμότερο που έχει καταγραφεί στις Άλπεις από τότε που άρχισαν να τηρούνται αρχεία, τον 18ο αιώνα, και οι περισσότερες πίστες του σκι παραμένουν κλειστές στις αρχές Δεκεμβρίου. Η Διεθνής Ομοσπονδία Σκι, γράφουν Τα Νέα τη Δευτέρα, αναφέρει πως ματαιώθηκαν χιονοδρομικοί αγώνες στη Γαλλία, την Αυστρία, την Ελβετία, τη Νορβηγία και την Ιταλία λόγω έλλειψης χιονιού.

7 Παρατηρείται αύξηση της μέσης θερμοκρασίας του πλανήτη κατά τα τελευταία χρόνια 4/12/ Βιέννη «Εντός των επόμενων 15 ετών, θα είναι αδύνατο να υπάρξει ένα σταθερό επίπεδο χιονιού σε υψόμετρο κάτω των μέτρων» εκτιμά για την περιοχή των Άλπεων η Χέλγκα Κρομπ-Κολμπ του Πανεπιστημίου Φυσικών Πόρων στη Βιέννη. «Σε χρόνια οι πίστες για σκι σε υψόμετρο κάτω των μέτρων δεν θα υπάρχουν πλέον» προειδοποιεί.

8 Παρατηρείται αύξηση της μέσης θερμοκρασίας του πλανήτη κατά τα τελευταία χρόνια 7/12/ Συνολικά, τα τελευταία 40 χρόνια υπολογίστηκε ότι οι γαλλικές Άλπεις έχουν χάσει κατά μέσο όρο το 26% των μόνιμων παγετώνων τους. Οι απώλειες ωστόσο δεν είναι παντού οι ίδιες παρουσιάζονται περισσότερο αυξημένες, ενίοτε δραματικά, στις νοτιότερες περιοχές τους σε σχέση με τις πιο βόρειες.

9 Παρατηρείται αύξηση της μέσης θερμοκρασίας του πλανήτη κατά τα τελευταία χρόνια 20 Νοε in.gr - Σε νέο ιστορικό ρεκόρ τα επίπεδα αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα Γενεύη Οι συγκεντρώσεις των σημαντικότερων αερίων που προκαλούν το φαινόμενο του θερμοκηπίου -διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο και μονοξείδιο του αζώτου- εκτινάχθηκαν σε νέο ρεκόρ το 2011, ανακοίνωσε την Τρίτη ο Παγκόσμιος Οργανισμός Μετεωρολογίας (WMO) του ΟΗΕ.

10 Παρατηρείται αύξηση της μέσης θερμοκρασίας του πλανήτη κατά τα τελευταία χρόνια 20 Νοε in.gr - Σε νέο ιστορικό ρεκόρ τα επίπεδα αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα Γενεύη Η συγκέντρωση CO 2 στην ατμόσφαιρα είναι πλέον 140% υψηλότερη από τα προβιομηχανικά επίπεδα του έτους 1750, (375 δισεκατομμύρια τόνοι άνθρακα απελευθερώθηκαν στην ατμόσφαιρα υπό τη μορφή CO 2 ) σημειώνει στην ετήσια έκθεσή το ο WMO.

11 Το φαινόμενο του θερμοκηπίου θεωρείται υπεύθυνο για την υπερθέρμανση του πλανήτη Φαινόμενο του θερμοκηπίου: Παραμονή ενός σημαντικού φορτίου θερμότητας στον πλανήτη που έχει ως αποτέλεσμα την υπερθέρμανση του. Η διαταραχή αυτή οφείλεται στη πίεση ακτινοβολίας από την συσσώρευση στην ατμόσφαιρα των αερίων θερμοκηπίου.

12 Το φαινόμενο του θερμοκηπίου θεωρείται υπεύθυνο για την υπερθέρμανση του πλανήτη Το φαινόμενο αυτό, εφόσον οι συγκεντρώσεις των αερίων αυτών δεν έχουν διαταραχθεί, ευθύνεται για την διατήρηση ανεκτών θερμοκρασιών για την ανάπτυξη της ζωής στον πλανήτη. Έχει υπολογιστεί ότι απουσία των αερίων αυτών από την ατμόσφαιρα, η μέση θερμοκρασία του πλανήτη θα έφθανε μόλις τους 18 ο C.

13 Το φαινόμενο του θερμοκηπίου θεωρείται υπεύθυνο για την υπερθέρμανση του πλανήτη Αέρια θερμοκηπίου: Αέρια που βρίσκονται στην ατμόσφαιρα, επιτρέπουν τη διέλευση της ηλιακής ακτινοβολίας έως την επιφάνεια της γης, αλλά παρεμποδίζουν τη έκλυση της θερμότητας προς το διάστημα. Τα πιο σημαντικά εξ αυτών είναι τα CO 2, CH 4, N 2 O και η ομάδα αερίων που περιέχουν άνθρακα και αλογόνα (halocarbons). Η συμβολή τους στο φαινόμενο θερμοκηπίου εξαρτάται από την ικανότητα απορρόφησης ακτινοβολίας και το χρόνο ημιζωής τους στην ατμόσφαιρα.

14 Το φαινόμενο του θερμοκηπίου θεωρείται υπεύθυνο για την υπερθέρμανση του πλανήτη Πίεση ακτινοβολίας: Αποτελεί ένα μέτρο μεταβολής της ισορροπίας ανάμεσα στην εισερχόμενη και εξερχόμενη ενέργεια στο σύστημα γης-ατμόσφαιρας και ουσιαστικά αναφέρεται στο μηχανισμό που προκαλεί τη κλιματική αλλαγή. Συνήθως ως σημείο αναφοράς χρησιμοποιείται η περίοδος του 1750 και εκφράζεται σε Wm -2. Τα αέρια θερμοκηπίου αυξάνουν τη πίεση ακτινοβολίας, ενώ ο κονιορτός (aerosols) που εκπέμπεται στην ατμόσφαιρα λόγω των ανθρωπογενών δραστηριοτήτων τη μειώνει.

15 Το φαινόμενο του θερμοκηπίου θεωρείται υπεύθυνο για την υπερθέρμανση του πλανήτη Εκπομπή ισοδυνάμων CO 2 : Η ποσότητα CO 2 που εκπέμπεται στην ατμόσφαιρα και προκαλεί την ίδια πίεση ακτινοβολίας σε μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο με μια ποσότητα άλλου αερίου ή μίγματος αερίων του θερμοκηπίου.

16 Οι κύριες αιτίες του φαινομένου του θερμοκηπίου φαίνεται ότι είναι: Η εκπομπή στην ατμόσφαιρα τεράστιων ποσοτήτων CO 2 από την καύση των ορυκτών καυσίμων. Η καταστροφή των τροπικών δασών. Οι καταστροφές στη διάρκεια των πολεμικών συγκρούσεων.

17 Η συγκέντρωση των CO 2, CH 4 και N 2 O στην ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια των τελευταίων ετών

18 Η συγκέντρωση των CO 2, CH 4 και N 2 O στην ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια των τελευταίων ετών

19 Η συγκέντρωση των CO 2, CH 4 και N 2 O στην ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια των τελευταίων ετών

20 Επισημάνσεις Το CO 2 αποτελεί την πηγή C για τους φωτοαυτότροφους οργανισμούς. Η συγκέντρωσή του αυτή τη στιγμή αποτελεί περιοριστικό παράγοντα για τη φωτοσύνθεση. Το CO 2 παίζει σημαντικό ρόλο στις κλιματικές αλλαγές οι οποίες εκτός των άλλων επηρεάζουν την κατανομή της βλάστησης στον πλανήτη. Από την άλλη δραματικές μεταβολές της κατανομής της βλάστησης πιθανόν να επιφέρουν διαταραχές στον κύκλο του άνθρακα σε πλανητικό επίπεδο.

21 Οι επιπτώσεις του διπλασιασμού της συγκέντρωσης του CO 2 στην ατμόσφαιρα σε ορισμένες κρίσιμες παραμέτρους καλλιεργούμενων φυτών καλλιεργούμενο φυτό φωτοσυνθετική ταχύτητα στοματική αγωγιμότητα ολική βιομάζα παραγωγή σπόρων αύξηση ή μείωση % καλαμπόκι (C 4 ) σόργο (C 4 ) βαμβάκι (C 3 ) σόγια (C 3 ) σιτάρι (C 3 ) έως

22 Οι αναμενόμενες επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στα καλλιεργούμενα φυτά (και επισημάνσεις όσον αφορά τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ θερμοκρασίας, διαθεσιμότητας νερού και σύστασης της ατμόσφαιρας. Οι επιπτώσεις βαθμολογούνται από πολύ αρνητικές (---) έως πολύ θετικές (+++)). μεταβολή κλιματικής παραμέτρου αύξηση της θερμοκρασίας σε μεγάλα γεωγραφικά πλάτη (>50 0 ) (++) αύξηση της θερμοκρασίας σε μικρά γεωγραφικά πλάτη (<45 0 ) (---) προβλέψεις/επισημάνσεις (-) Σταδιακή μετακίνηση σε βορειότερες, ψυχρότερες περιοχές με άγονα εδάφη. (-) Το μήκος της ημέρας θα αποτελέσει εμπόδιο στη προσαρμογή. (+) Το αυξημένο CO 2 θα έχει θετική επίδραση στα C 3 φυτά (--) Έντονη ξηρασία και αυξημένη εξατμισοδιαπνοή. (--) Αυξημένη πιθανότητα επεισοδίων καύσωνα και ζημιών λόγω αυξημένης συγκέντρωσης Ο 3. (+) Το αυξημένο CO 2 θα αντισταθμίσει την αύξηση της φωτοαναπνοής.

23 Οι αναμενόμενες επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στα καλλιεργούμενα φυτά (και επισημάνσεις όσον αφορά τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ θερμοκρασίας, διαθεσιμότητας νερού και σύστασης της ατμόσφαιρας. Οι επιπτώσεις βαθμολογούνται από πολύ αρνητικές (---) έως πολύ θετικές (+++)). μεταβολή κλιματικής παραμέτρου ξηρασία σε μεγάλα γεωγραφικά πλάτη (>50 0 ) (-) ξηρασία σε μικρά γεωγραφικά πλάτη (>50 0 ) (---) προβλέψεις/επισημάνσεις (+) Μείωση επεισοδίων πλημμυρίσματος των εδαφών, πρωιμότερη σοδειά. (+) Χαμηλότερη εξατμισοδιαπνοή λόγω αυξημένου CO 2. (-) Αυξημένη πιθανότητα καταστροφών της σοδειάς. (--) Προβλήματα στην επικονίαση και στην ανάπτυξη των σπερμάτων (+) Χαμηλότερη εξατμισοδιαπνοή λόγω αυξημένου CO 2. (--) Αυξημένη πιθανότητα καταστροφών της σοδειάς. (---) Προβλήματα στην επικονίαση και στην ανάπτυξη των σπερμάτων (-) Υψηλός κίνδυνος καταστροφής των φύλλων λόγω υψηλών θερμοκρασιών.

24 Οι αναμενόμενες επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στα καλλιεργούμενα φυτά (και επισημάνσεις όσον αφορά τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ θερμοκρασίας, διαθεσιμότητας νερού και σύστασης της ατμόσφαιρας. Οι επιπτώσεις βαθμολογούνται από πολύ αρνητικές (---) έως πολύ θετικές (+++)). μεταβολή κλιματικής παραμέτρου αυξημένη συγκέντρωση CΟ 2 (+++) προβλέψεις/επισημάνσεις (+) Μερική προστασία έναντι της έλλειψης νερού. (+) Μερική προστασία έναντι των υψηλών συγκεντρώσεων Ο 3. (+) Μείωση των φωτοαναπνευστικών απωλειών που προκαλούνται από αύξηση της θερμοκρασίας. (-) Ελάττωση της δυνατότητας ψύξης των φύλλων και αύξηση των ζημιών λόγω υψηλών θερμοκρασιών. (-) Τα αναμενόμενα θετικά αποτελέσματα δεν παρατηρούνται σε συνθήκες αγρού, αλλά και στα C 4 φυτά.

25 Οι αναμενόμενες επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στα καλλιεργούμενα φυτά (και επισημάνσεις όσον αφορά τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ θερμοκρασίας, διαθεσιμότητας νερού και σύστασης της ατμόσφαιρας. Οι επιπτώσεις βαθμολογούνται από πολύ αρνητικές (---) έως πολύ θετικές (+++)). μεταβολή κλιματικής παραμέτρου συνύπαρξη και αλληλεπίδραση όλων των παραγόντων (?? Αβεβαιότητα) προβλέψεις/επισημάνσεις Δεν υπάρχουν επαρκή δεδομένα σε συνθήκες καλλιέργειας στον αγρό. Επομένως οι προβλέψεις είναι αβέβαιες.

26 Ανασύσταση κλίματος των τελευταίων 500 ετών όσον αφορά στον δείκτη ξηρασίας σε χώρες της μεσογείου και στην κεντρική Ευρώπη (Άλπεις). Οι αποκλίσεις από το μηδέν αντιπροσωπεύουν τον δείκτη ξηρασίας PDSI (θετικές τιμές υποδηλώνουν επάρκεια νερού ενώ αρνητικές τιμές έλλειψη νερού).

27 Ανασύσταση κλίματος των τελευταίων 500 ετών.

28 Ανασύσταση κλίματος των τελευταίων 500 ετών.

29 Η κλιματική αλλαγή πιθανόν να οδηγήσει σε μεταναστεύσεις και εξαφανίσεις ειδών Αναμένεται επίσης αύξηση του ανταγωνισμού διαφορετικών λειτουργικών υποομάδων φυτών (C 3 έναντι C 4 φυτών).

30 Η κλιματική αλλαγή πιθανόν να οδηγήσει σε μεταναστεύσεις και εξαφανίσεις ειδών Η αύξηση της θερμοκρασίας θα επηρεάσει και τα όρια εξάπλωσης των φυτικών ειδών (οι ακραίες θερμοκρασίες στη διάρκεια του έτους καθορίζουν την ικανότητα αναπαραγωγής κάθε είδους). Η αύξηση επίσης της μέσης θερμοκρασίας μιας περιοχής αντιστοιχεί σε σημαντικές μεταβολές των ισόθερμων είτε υψομετρικά, είτε κατά το γεωγραφικό πλάτος. Η μέση αύξηση της θερμοκρασίας κατά 0,74 C κατά τον 20ο αιώνα αντιστοιχεί σε μετακίνηση περίπου 100 km σε γεωγραφικό πλάτος ή 100 m σε υψόμετρο.

31 Η κλιματική αλλαγή πιθανόν να οδηγήσει σε μεταναστεύσεις και εξαφανίσεις ειδών Εισβολή αλλόχθονων φυτικών ειδών. Σε συνδυασμό με τις κλιματικές μεταβολές, η εισβολή αυτή μπορεί να πάρει δραματικές διαστάσεις. Εισβολή νέου τύπου παθογόνων.

32 Εκτροπή βλάστησης (από αυτοφυή φυλλοβόλα σε επιγενή αείφυλλα) στις Νότιες Αλπεις (Ελβετία). Η συνεχής γραμμή αντιπροσωπεύει τον μέσο αριθμό ημερών παγετού κατ έτος, ενώ η στικτή γραμμή τον αριθμό των νέων επιγενών ειδών (Walther et al 2002)

33 Δημοσίευση in.gr: 07 Δεκ. 2012, 17:52 Ο ρυθμός θανάτου των ηλικιωμένων δέντρων, άνω των 100 έως 300 ετών, δείχνει να επιταχύνεται σε όλα τα γεωγραφικά πλάτη στην Ευρώπη, τη Βόρειο Αμερική, τη Λατινική Αμερική, την Αφρική, την Ασία, τη Νότιο Αμερική και την Αυστραλία. Το φαινόμενο παρατηρείται σε όλα τα είδη δασών και πλήττει εμβληματικά είδη όπως οι γιγάντιοι ευκάλυπτοι Eucalyptus regnans, οι σεκόγιες της Καλιφόρνια και τα μπαομπάπ της Τανζανίας.

34 Δημοσίευση in.gr: 07 Δεκ. 2012, 17:52 Τα μεγάλα δέντρα παίζουν κρίσιμους ρόλους στα οικοσυστήματα, αφού προσφέρουν χώρο για φωλιές αλλά και τροφή για πολλά είδη ζώων -σε ορισμένα οικοσυστήματα, έως και 30% των πτηνών και των θηλαστικών του δάσους φωλιάζουν σε υπεραιωνόβια δέντρα.

35 Δημοσίευση in.gr: 07 Δεκ. 2012, 17:52 Ακόμα, οι γίγαντες των δασών αποθηκεύουν στους κορμούς τους μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα, εμποδίζουν τη διάβρωση των εδαφών και συμμετέχουν στην ανακύκλωση θρεπτικών συστατικών.

36 Έμμεσες επιπτώσεις: Πιθανές επιπτώσεις στο κλίμα Τα σενάρια προβλέπουν ότι για τις δύο επόμενες δεκαετίες αναμένεται μια αύξηση της θερμοκρασίας του πλανήτη κατά C ανά δεκαετία και ότι ακόμη και αν οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου παρέμεναν στα επίπεδα του 2000, ο πλανήτης θα συνεχίσει να αυξάνει τη θερμοκρασία του κατά C ανά δεκαετία.

37 Έμμεσες επιπτώσεις: Πιθανές επιπτώσεις στο κλίμα Αναμένεται η αύξηση της θερμοκρασίας να είναι εντονότερη στη ξηρά και στα περισσότερα μεγάλα γεωγραφικά πλάτη του Β. ημισφαιρίου και ηπιότερη στη περιοχή της Aνταρκτικής και του βορείου Ατλαντικού. Ορισμένα δυσοίωνα σενάρια προβλέπουν πλήρη εξαφάνιση των πάγων της Aρκτικής κατά το τέλος της θερινής περιόδου σε λίγες δεκαετίες.

38 Έμμεσες επιπτώσεις: Πιθανές επιπτώσεις στο κλίμα Οι βροχοπτώσεις ενδέχεται να ενταθούν στα μεγάλα γεωγραφικά πλάτη και να μειωθούν στις περισσότερες υποτροπικές περιοχές. Θεωρείται επίσης πολύ πιθανό να ενταθούν τα ακραία καιρικά φαινόμενα.

39 Τα σενάρια για το μέλλον της γεωργίας στον πλανήτη είναι λίγο ή πολύ δυσοίωνα Προς το τέλος του 21ου αιώνα αναμένεται σημαντική πτώση της γεωργικής παραγωγής σταδιακή μετακίνηση των καλλιεργειών ακόμη βορειότερα Συρρίκνωση των καλλιεργήσιμων γαιών σε παγκόσμιο επίπεδο για δύο κυρίως λόγους. 1. Εκτεταμένες καλλιεργούμενες περιοχές θα επηρεαστούν από τη ξηρασία (υπολογίζονται στο 30% των καλλιεργούμενων εκτάσεων του πλανήτη).

40 Τα σενάρια για το μέλλον της γεωργίας στον πλανήτη είναι λίγο ή πολύ δυσοίωνα 2. Η προβλεπόμενη άνοδος της στάθμης της θάλασσας θα επιφέρει την απώλεια σημαντικών εύφορων εκτάσεων στα δέλτα ποταμών και ορυζώνων, επειδή θα κατακλυστούν σταδιακά με θαλασσινό νερό. Συχνότερα επεισόδια επικράτησης υψηλών θερμοκρασιών σε κρίσιμες περιόδους της ανάπτυξης καλλιεργουμένων φυτών θα επιφέρουν τουλάχιστον σε τοπικό επίπεδο καταστροφή ή σημαντικές απώλειες της παραγωγής.

41 Τα σενάρια για το μέλλον της γεωργίας στον πλανήτη είναι λίγο ή πολύ δυσοίωνα Σε ορισμένες περιοχές του πλανήτη, όπως στη Μεσόγειο, αναμένεται σημαντική αύξηση της συχνότητας των πυρκαγιών. Τα ζιζάνια διαθέτουν μηχανισμούς ταχείας εξάπλωσης

42 Στους χάρτες (Α και Β) και στα ιστογράμματα (C, D, μέσοι όροι) παρουσιάζονται οι δεκαετείς τάσεις μεταβολής της θερμοκρασίας ( C ανά δεκαετία) από το 1980 κατά την καλλιεργητική περίοδο σε περιοχές μείζονος καλλιέργειας σιτηρών. Αριστερά είναι τα ελάχιστα ενώ δεξιά τα θερμοκρασιακά μέγιστα. Lobell and Gourdji The Influence of Climate Change on Global Crop Productivity. Plant Physiology, December 2012, 160:

43 Στους χάρτες (Α και Β) και στα ιστογράμματα (C, D, μέσοι όροι) παρουσιάζονται οι δεκαετείς τάσεις μεταβολής της θερμοκρασίας ( C ανά δεκαετία) από το 1980 κατά την καλλιεργητική περίοδο σε περιοχές μείζονος καλλιέργειας σιτηρών. Αριστερά είναι τα ελάχιστα ενώ δεξιά τα θερμοκρασιακά μέγιστα. Lobell and Gourdji The Influence of Climate Change on Global Crop Productivity. Plant Physiology, December 2012, 160: