Projektin yksityiskohdat
Kuvaus (abstrakti)
Estimating the carbon fixed by plants through photosynthesis as part of the global carbon cycle gives biologists a key role in preparing us to meet the challenge of a changing climate. One particular puzzle for researchers to solve is how the efficiency with which plant canopies use light changes with shifts in incoming radiation from direct under clear skies towards diffuse sunlight under hazy or cloudy skies. To address this question, we will model how predicted increases in cloudiness, e.g. over Finland, will affect radiative transfer and consequently change net primary productivity through plant canopies. This question is also particularly prescient with respect to proposed geoengineering solutions to mitigate climate change that involve reducing and diffusing net incoming solar radiation by injecting sulphate aerosols into the atmosphere. As the challenge of meeting emissions’ targets for greenhouse gases becomes increasingly difficult, such geoengineering solutions are being seriously considered, but will be very risky without a better understanding of how the changes in incoming solar radiation and shift between direct and diffuse radiation can affect plant productivity. To improve estimates of canopy-level light use efficiency we will measure the efficiency of photosynthesis in forests under a mixture of light conditions. The mechanisms will be identified by which photosynthesis differs under diffuse and direct irradiance dependent on leaf structure, pigmentation and optical properties. These data will be used to improve models of primary productivity in altered sunlight conditions under climate change, and increase our capacity to forecast how aerosol pollution and geoengineering with aerosols could affect plant production. This approach also lets us test how canopy structure can be manipulated to increase agricultural productivity for a given environment. By reaching a better understanding of the physiological feedbacks generated by fluctuating light conditions within the leaf and across the plant canopy, we can hope to select crop plants that will grow in canopies that more efficiently use the available light in controlled plant production environments. Knowledge of how canopy photosynthesis responds to changes in the irradiance and composition of sunlight allows us to input realistic values for carbon capture by ecosystems into those models that are the mainstay of Earth System Modelling and upon which environmental policies are based.
Yleistajuinen kuvaus
Ajattelemme että selkeät, aurinkoiset päivät ovat kasvien yhteyttämisen kannalta parempia kuin harmaat päivät. Tosiasiassa pilvet ja ilmansaasteet sirottavat auringon säteilyä ja tämä hajasäteily tunkeutuu syvemmälle kasvustoon. Tämän seurauksena metsikön tai viljelykasvikasvuston yhteyttämisprofiili on tasaisempi ja valon käyttö tehokkaampaa. Mutta pilvisyyden ja sadannan aiheuttamat muutokset auringonsäteilyn määrässä ja laadussa ja tämän laajemmat vaikutukset ovat epäselviä. Vain tarkkailemalla auringonsäteilyn ja yhteyttämisen muutoksia kasvustossa voimme parantaa arvioita lehvästön yhteyttämisestä hajasäteilyssä ekosysteemien toiminnallisten mallien kannalta. Näiden mallien avulla voimme testata ehdotettujen ilmastonmuokkaustekniikoiden, esimerkiksi aerosolien syöttämisen ilmakehään lämpenemisen hidastamiseksi, vaikutuksia. Hajasäteilyn osuuden ymmärtäminen muuttuvissa ilmasto-olosuhteissa on hyödyllistä myös ajatellen kasvintuotannon tehokkuutta kasvihuoneissa ja pelloilla.
Tila | Päättynyt |
---|---|
Todellinen alku/loppupvm | 01/09/2019 → 30/04/2024 |
Rahoitus
- Suomen Akatemia Projektilaskutus: 499 674,00 €
Tieteenalat
- 1183 Kasvibiologia, mikrobiologia, virologia