Berita Baru, Amerika Serikat - Sejak pertengahan abad ke-20, para ilmuwan telah memperingatkan tentang efek negatif dari kelebihan nitrogen pada ekosistem alami seperti tumbuh-tumbuhan.

Dilansir dari Dailymail.co.uk, pada 7 Mei, tetapi sebuah studi baru menunjukkan bahwa beberapa bagian dunia mengalami penurunan dramatis dalam ketersediaan nitrogen di udara.

Selama abad terakhir, industri manusia dan pertanian memiliki lebih dari dua kali lipat total pasokan global nitrogen yang reaktif.

Nitrogen ini dapat menjadi terkonsentrasi di sungai, danau pedalaman dan perairan pesisir, menghasilkan penumpukan nutrisi, zona mati rendah oksigen, dan pertumbuhan alga yang berbahaya.

Namun, peningkatan karbon dioksida secara simultan, bersama dengan perubahan global lainnya, telah meningkatkan permintaan nitrogen oleh tanaman dan mikroba.

Di banyak wilayah di dunia yang tidak terkena input nitrogen berlebihan dari manusia, ketersediaan nitrogen sebenarnya menurun, dengan konsekuensi penting bagi pertumbuhan tanaman dan hewan.

"Ada terlalu banyak nitrogen dan terlalu sedikit nitrogen di bagian lain Bumi pada saat yang bersamaan," kata Rachel Mason, penulis utama studi tersebut dan mantan sarjana postdoctoral di National Socio-environmental Synthesis Center.

Nitrogen membentuk 79 persen atmosfer bumi, dan merupakan elemen penting dalam protein.

Dengan demikian, ketersediaannya sangat penting untuk pertumbuhan tanaman dan hewan yang memakannya.

Kebun, hutan, dan perikanan hampir semuanya lebih produktif jika dipupuk dengan nitrogen dalam jumlah sedang.

Jika nitrogen tanaman menjadi kurang tersedia, tanaman tumbuh lebih lambat dan daunnya kurang bergizi bagi serangga, berpotensi mengurangi pertumbuhan dan reproduksi, tidak hanya serangga, tetapi juga burung dan kelelawar yang memakannya.

"Ketika nitrogen kurang tersedia, setiap makhluk hidup berpegang pada elemen lebih lama, memperlambat aliran nitrogen dari satu organisme ke organisme lain melalui rantai makanan," jelas Andrew Elmore, penulis senior di makalah dan profesor ekologi lanskap di Pusat Ilmu Lingkungan Universitas Maryland.

"Inilah mengapa kita dapat mengatakan bahwa siklus nitrogen melambat."

Para peneliti meninjau studi jangka panjang, global dan regional dan menemukan bukti penurunan ketersediaan nitrogen.

Misalnya, padang rumput di Amerika Utara bagian tengah telah mengalami penurunan ketersediaan nitrogen selama seratus tahun, dan ternak yang merumput di daerah ini memiliki lebih sedikit protein dalam makanan mereka dari waktu ke waktu.

Sementara itu, banyak hutan di Amerika Utara dan Eropa telah mengalami penurunan nutrisi selama beberapa dekade atau lebih.

Penurunan ini kemungkinan disebabkan oleh berbagai perubahan lingkungan, salah satunya adalah peningkatan kadar karbon dioksida di atmosfer.

Karbon dioksida atmosfer telah mencapai tingkat tertinggi dalam jutaan tahun, dan tanaman terestrial terpapar sekitar 50 persen lebih banyak dari sumber daya penting ini daripada hanya 150 tahun yang lalu.

Peningkatan karbon dioksida atmosfer menyuburkan tanaman, memungkinkan pertumbuhan lebih cepat, tetapi menipiskan nitrogen tanaman dalam prosesnya, yang mengarah ke efek kaskade yang menurunkan ketersediaan nitrogen.

Selain peningkatan karbon dioksida di atmosfer, pemanasan dan gangguan, termasuk kebakaran hutan, juga dapat mengurangi ketersediaan seiring waktu.

Menurunnya ketersediaan nitrogen kemungkinan juga membatasi kemampuan tanaman untuk menghilangkan karbon dioksida dari atmosfer.

Saat ini, biomassa tanaman menyimpan karbon hampir sebanyak yang terkandung di atmosfer, dan penyimpanan karbon biomassa meningkat setiap tahun seiring dengan peningkatan kadar karbon dioksida.

Namun, penurunan ketersediaan nitrogen membahayakan peningkatan tahunan penyimpanan karbon tanaman dengan memaksakan pembatasan pertumbuhan tanaman.

Oleh karena itu, model perubahan iklim yang saat ini mencoba untuk memperkirakan karbon yang tersimpan dalam biomassa, termasuk tren dari waktu ke waktu, perlu memperhitungkan ketersediaan nitrogen.

"Indikasi kuat dari penurunan ketersediaan nitrogen di banyak tempat dan konteks adalah alasan penting lainnya untuk secara cepat mengurangi ketergantungan kita pada bahan bakar fosil," kata Elmore.

"Tambahan tanggapan manajemen yang dapat meningkatkan ketersediaan nitrogen di wilayah yang luas mungkin kontroversial, tetapi jelas merupakan area penting untuk dipelajari."