הקשר הדו‑כיווני שבין זיהום אוויר וצמחייה

מאור גבאי, יואב רובין, דן יקיר, אלן גולדשטיין, פאוול מיזטל, אלכס גונת’ר, אריק פרדג’, ערן טס

המחקר הינו שיתוף פעולה בין האוניברסיטה העברית, מכון לב ואוניברסיטת Berkeley  שבארה”ב.

מטרת המחקר היא ללמוד על הקשרים שבין זיהום אוויר, תהליכים החלים בצמחים (כגון פוטוסינתזה ודיות) ושינויי האקלים.
מזהם האוויר המשמעותי ביותר מבחינת הפגיעה בצמחים הוא אוזון אשר מלבד הנזק שלו לבני אדם הוא מוביל כיום לפגיעה משמעותית בצמחיה טבעית ופחיתת יבול חקלאי
(מוערכת כיום בשווי של 11 ל 26 ביליון דולר בשנה ברחבי העולם; Mills and Harmens, 2011). ריכוזי האוזון הקיימים כיום באטמוספרה הינם גבוהים בהרבה בהשוואה לריכוזים הטבעיים שהיו קיימים באטמוספרה לפני המהפכה התעשייתית.
אוזון נוצר באטמוספרה במרחק של עשרות ומאות קילומטרים ממקורות הפליטה של מזהמי האוויר שיוצרים אותו (תרכובות אורגניות נדיפות, פחמן חד חמצני ותחמוצות חנקן) בנוכחות קרינת שמש.
בישראל ריכוזי האוזון גבוהים במיוחד בשל תנאי האקלים החם והיבש וצפיפות התעשייה והתחבורה. האוזון ניקלט בפיוניות הצמח ובהיותו מחמצן חזק הוא מוביל לפגיעה בשורה של תהליכים ביוכימיים ופיזיולוגיים חיוניים בצמח. קליטת האוזון בצמחים מלווה בסגירת פיוניות ובהפחתת קצב הפוטוסינתזה והדיות של הצמח.
כתוצאה מכך קטנה יכולתם של הצמחים לקלוט פחמן דו-חמצני, דבר המגדיל את ההתחממות הגלובלית כתוצאה מהגדלת ריכוזו של גז חממה זה באטמוספרה.

תרכובות אורגניות נדיפות (VOCs) נפלטות מצמחים על מנת להגן עליהם מפני חמצון האוזון, אולם פליטה של תרכובות אלו מובילה ליצירה של אוזון בטווח של עד למעלה מעשרות קילומטרים.
פליטה של VOCs מצמחים  משפיעה גם על פיזור של קרינה באטמוספרה ועל כמויות המשקעים באמצעות שינויים בתהליכי יצירה של עננים.
הידע המדעי הקיים כיום לגבי פליטת VOCs והשפעתה על תהליכי מפתח באטמוספרה וקליטת אוזון בצמחים חסר כיום במידה רבה בכלל, ובפרט עבור אזורים ים תיכוניים וצחיחים למחצה.

שיטות: במסגרת המחקר מתבצעות מדידות של תחלופת גזים שונים בין האטמוספרה והאקוסיסטמה ביער יתיר ובשיחיית רמת הנדיב.
הגזים הנבדקים הם אדי מים (H2O), פחמן דו-חמצני (CO2) אוזון (O3) ו VOCs. שיטת המדידה מבוססת על שיטת קורלציית הערבולים (Eddy Covariance) אשר מאפשרת למדוד ולחשב את שטף הגזים האלו.
השיטה מבוססת על הצבת חיישנים מטאורולוגיים וחיישנים לזיהוי הגזים הנבדקים. על כל החיישנים להיות בעלי דרגת רגישות גבוהה ותדירות מדידה גבוהה (10Hz).
מדידת שטפי אדי המים והפחמן הדו-חמצני מאפשרת לעקוב אחר הפעילות הצמחית.
באמצעות מדידת שטפי האוזון ועל בסיס מדידת שטפי אדי המים והפחמן הדו-חמצני ניתן לחשב תוך שימוש במודל את שטף האוזון לתוך פיוניות  הצמחים.
מדידת התרכובות האורגניות הנדיפות תתבצע באמצעות המערכת המתקדמת PTR-ToF-MS (Proton-Transfer-Reaction Time-of-Flight Mass Spectrometry).
באמצעות מערכת זו ניתן היה לזהות במחקרים שהתבצעו לאחרונה מאות תרכובות אורגניות נדיפות שנפלטות מצמחים שקיומן של רבות מהן לא היה ידוע עד כה (Park et al., 2013).
במסגרת המחקר יבדקו באופן רציף גם הגזים פחמן חד-חמצני, תחמוצות חנקן וגופרית דו-חמצנית שבאמצעותם יהיה ניתן לעקוב אחר זיהום האוויר ולהתחקות אחר אופיו ומקורותיו.
רשימה ביבליוגרפית

Mills G. and H. Harmens. 2011. Ozone Pollution: A hidden threat to food security Report

prepared by the ICP Vegetation. Centre for Ecology and Hydrology, Environment Centre Wales,UK.

Park J.-H., Goldstein A.H., Timkovsky J., Fares S., Weber R., Karlik J. & Holzinger R., (2013) Active atmosphere-ecosystem exchange of the vast majority of detected volatile organic compounds, Science, 341, 643–647.

אולי יעניין אותך גם...

קיימות

הקמת השותפות לקיימות אזורית

בשנת 2015 ייסדה רמת הנדיב את “השותפות לקיימות אזורית” במטרה לשלב כוחות למען שיפור איכות החיים באזור. חמש רשויות שכנות, חברו אל רמת הנדיב כדי להתמודד יחד עם אתגרי השמירה על מרקמו הייחודי של המרחב הסובב את בקעת הנדיב ואת נחל תנינים.

למידע נוסף >>

נגישות בשטח

מסלול נגיש ללקויי ראייה בגנים

הטיול בגני הזיכרון משלב הנאה ושימוש בכל החושים. אנו מציעים מסלול מומלץ, אך ניתן לבחור בכל שביל אחר, ובתנאי שלא תוותרו על גן הריחות, שתוכנן במיוחד עבור כבדי ראייה

למידע נוסף >>

לאכול כאן

לאכול כאן

להשלמת חוויית הביקור ברמת הנדיב אתם מוזמנים ליהנות במטעים, בית קפה-מסעדה המציע שילוב מיוחד של תפריט חלבי כשר, מתחם פיקניק מוצל, או קיוסק.

למידע נוסף >>