Obnova šuma i sadnja drveća dobro je uspostavljena strategija za ublažavanje klimatskih promjena. Međutim, korištenje ovaj pristup na Arktiku pogoršava zagrijavanje i kontraproduktivan je za ublažavanje klimatskih promjena. To je zato što pokrivenost drvećem smanjuje albedo (ili refleksiju sunčeve svjetlosti) i povećava površinsku tamu što rezultira neto zagrijavanjem (jer drveće apsorbira više topline od sunca nego snijeg). Nadalje, aktivnosti sadnje drveća također remete zalihu ugljika u arktičkom tlu koje pohranjuje više ugljika od svih biljaka na Zemlji. Stoga pristup ublažavanju klimatskih promjena ne mora nužno biti usmjeren na ugljik. Klimatske promjene odnose se na Zemljinu energetsku ravnotežu (bez sunčeve energije koja ostaje u atmosferi i sunčeve energije koja napušta atmosferu). Količina stakleničkih plinova određuje koliko se topline zadržava u Zemljinoj atmosferi. U arktičkim regijama, na visokim geografskim širinama, albedo efekt (tj. refleksija sunčeve svjetlosti natrag u svemir bez pretvaranja u toplinu) je važniji (od efekta staklenika zbog atmosferskog skladištenja ugljika) za ukupnu energetsku ravnotežu. Stoga opći cilj usporavanja klimatskih promjena zahtijeva holistički pristup.
Biljke i životinje kontinuirano oslobađaju ugljični dioksid (CO2) u atmosferi kroz disanje. Neki prirodni događaji poput šumskih požara i vulkanskih erupcija također oslobađaju CO2 u atmosferi. Ravnoteža u atmosferskom CO2 održava se redovitom sekvestracijom ugljika u zelenim biljkama u prisutnosti sunčeve svjetlosti putem fotosinteze. Međutim, ljudske aktivnosti od 18th stoljeća, posebice vađenje i spaljivanje fosilnih goriva kao što su ugljen, nafta i prirodni plin, povećali su koncentraciju atmosferskog CO2.
Zanimljivo je da povećanje koncentracije CO2 u atmosferi je poznato da pokazuje učinak oplodnje ugljikom (tj. zelene biljke fotosintetiziraju više kao odgovor na više CO2 u atmosferi). Dobar dio trenutnog zemaljskog ponora ugljika pripisuje se ovoj povećanoj globalnoj fotosintezi kao odgovoru na porast CO2. Tijekom 1982.-2020., globalna fotosinteza porasla je za oko 12% kao odgovor na povećanje globalne koncentracije ugljičnog dioksida u atmosferi od 17% s 360 ppm na 420 ppm1,2.
Jasno je da povećana globalna fotosinteza nije u stanju odvojiti sve antropogene emisije ugljika od početka industrijalizacije. Kao rezultat toga, atmosferski ugljični dioksid (CO2) efektivno se povećao za oko 50% u posljednja dva stoljeća na 422 ppm (u rujnu 2024.)3 što je 150% njegove vrijednosti 1750. Budući da ugljični dioksid (CO2) je važan staklenički plin, ovaj značajan ukupni porast atmosferskog CO2 pridonio globalnom zatopljenju i klimatskim promjenama.
Klimatske promjene očituju se u obliku otapanja polarnog leda i ledenjaka, zagrijavanja oceana, porasta razine mora, poplava, katastrofalnih oluja, čestih i intenzivnih suša, nestašice vode, toplinskih valova, jakih požara i drugih nepovoljnih uvjeta. Ima teške posljedice na živote i sredstva za život ljudi, stoga je nužno ublažavanje. Stoga, kako bi se ograničilo globalno zagrijavanje i porast temperature na 1.5°C do kraja ovog stoljeća, Promjena konferencija o klimatskim UN-a prepoznao je da globalne emisije stakleničkih plinova treba smanjiti za 43% do 2030. i pozvao stranke na prijelaz s fosilnih goriva kako bi se neto nula emisija by 2050.
Osim smanjenja emisije ugljika, klimatske mjere mogu se podržati i uklanjanjem ugljika iz atmosfere. Svako poboljšanje u hvatanju atmosferskog ugljika bilo bi od pomoći.
Morska fotosinteza fitoplanktona, algi i planktona u oceanima odgovorna je za oko polovicu hvatanja ugljika. Pretpostavlja se da bi biotehnologija mikroalgi mogla pridonijeti hvatanju ugljika putem fotosinteze. Preokret deforestacije sadnjom drveća i obnova šumskog zemljišta može biti od velike pomoći u ublažavanju klimatskih promjena. Jedno je istraživanje pokazalo da bi povećanje globalnog šumskog pokrova moglo dati značajan doprinos. Pokazalo je da je globalni kapacitet krošnje drveća u trenutnoj klimi 4.4 milijarde hektara, što znači da bi se moglo stvoriti dodatnih 0.9 milijardi hektara pokrova krošnjama (što je ekvivalentno 25% povećanja šumskog područja) nakon isključivanja postojećeg pokrova. Ovaj dodatni krovni pokrov, ako se stvori, izdvojio bi i pohranio oko 205 gigatona ugljika, što iznosi oko 25% trenutnog atmosferskog skladišta ugljika. Globalna obnova šuma je imperativ i zato što bi neprekidne klimatske promjene rezultirale smanjenjem od oko 223 milijuna hektara šumskog pokrova (uglavnom u tropskim područjima) i gubitkom povezane bioraznolikosti do 2050.4,5.
Plantaža drveća u arktičkoj regiji
Arktičko područje odnosi se na sjeverni dio Zemlje iznad 66° 33′N geografske širine unutar arktičkog kruga. Velik dio ove regije (oko 60%) zauzima Arktički ocean prekriven morskim ledom. Arktička kopnena masa nalazi se oko južnih rubova Arktičkog oceana koji podržavaju tundru ili sjevernu borealnu šumu.
Borealne šume (ili tajge) nalaze se južno od Arktičkog kruga i karakteriziraju ih crnogorične šume koje se uglavnom sastoje od borova, smreke i ariša. Ima duge, hladne zime i kratka, vlažna ljeta. Prevladava zimzeleno crnogorično drveće (borovi, smreke i jele) otporno na hladnoću, češeraše, koje zadržava svoje igličasto lišće tijekom cijele godine. U usporedbi s umjerenim šumama i tropskim vlažnim šumama, borealne šume imaju nižu primarnu produktivnost, manju raznolikost biljnih vrsta i nedostatak slojevite šumske strukture. S druge strane, arktička tundra nalazi se sjeverno od borealnih šuma u arktičkim područjima sjeverne hemisfere, gdje je podzemlje trajno zamrznuto. Ovo područje je znatno hladnije s prosječnim zimskim i ljetnim temperaturama u rasponu od -34°C odnosno 3°C – 12°C. Podtlo je trajno zamrznuto (permafrost) stoga korijenje biljaka ne može prodrijeti duboko u tlo i biljke su nisko pri tlu. Tundra ima vrlo nisku primarnu produktivnost, nisku raznolikost vrsta i kratku sezonu rasta od 10 tjedana kada biljke brzo rastu kao odgovor na dugo dnevno svjetlo.
Na rast drveća u arktičkim regijama utječe permafrost jer podzemna smrznuta voda ograničava duboki rast korijena. Većina tundre ima kontinuirani permafrost, dok borealne šume postoje u područjima s malo ili bez permafrosta. Međutim, arktički permafrost nije nepromijenjen.
Kako se arktička klima zagrijava (što se događa dvostruko brže od globalnog prosjeka), posljedično topljenje i gubitak permafrosta poboljšat će preživljavanje ranih sadnica drveća. Utvrđeno je da je prisutnost krošnje grmlja pozitivno povezana s daljnjim preživljavanjem i rastom sadnica u stabla. Sastav vrsta i funkcioniranje ekosustava u regiji prolazi kroz brze promjene. Kako se klima zagrijava i permafrost degradira, vegetacija bi se u budućnosti mogla pomaknuti s arktičke bez drveća na drveće.6.
Hoće li vegetacija prijeći na arktički krajolik kojim dominira drveće smanjiti atmosferski CO2 poboljšanom fotosintezom i pomoći u ublažavanju klimatskih promjena? Može li se arktičko područje razmotriti za pošumljavanje radi uklanjanja atmosferskog CO2. U obje situacije, arktički permafrost trebao bi se prvo otopiti ili degradirati kako bi omogućio rast drveća. Međutim, otapanje permafrosta oslobađa metan u atmosferu koji je snažan staklenički plin i doprinosi daljnjem zagrijavanju. Oslobađanje metana iz permafrosta također pridonosi velikim šumskim požarima u regiji.
Što se tiče strategije uklanjanja atmosferskog CO2 kroz fotosintezu pošumljavanjem ili sadnjom drveća u artičkoj regiji i posljedičnim ublažavanjem zagrijavanja i klimatskih promjena, istraživači7 smatra da je ovaj pristup neprikladan za regiju i da je kontraproduktivan za ublažavanje klimatskih promjena. To je zato što pokrivenost drvećem smanjuje albedo (ili refleksiju sunčeve svjetlosti) i povećava površinsku tamu što rezultira neto zagrijavanjem jer drveće apsorbira više topline od sunca nego snijeg. Nadalje, aktivnosti sadnje drveća također remete zalihu ugljika u arktičkom tlu koje pohranjuje više ugljika od svih biljaka na Zemlji.
Stoga pristup ublažavanju klimatskih promjena ne mora nužno biti usmjeren na ugljik. Klimatske promjene odnose se na Zemljinu energetsku ravnotežu (bez sunčeve energije koja ostaje u atmosferi i sunčeve energije koja napušta atmosferu). Staklenički plinovi određuju koliko se topline zadržava u Zemljinoj atmosferi. U arktičkim regijama na visokim geografskim širinama, albedo efekt (tj. refleksija sunčeve svjetlosti natrag u svemir bez pretvaranja u toplinu) je važniji (od atmosferskog skladištenja ugljika) za ukupnu energetsku ravnotežu. Stoga opći cilj usporavanja klimatskih promjena zahtijeva holistički pristup.
***
Reference:
- Keenan, TF, dr.. Ograničenje povijesnog rasta globalne fotosinteze zbog porasta CO2. Nat. Clim. Chang. 13, 1376-1381 (2023). DOI: https://doi.org/10.1038/s41558-023-01867-2
- Berkeley Lab. Vijesti – Biljke nam kupuju vrijeme da usporimo klimatske promjene – ali ne dovoljno da ih zaustavimo. Dostupno na https://newscenter.lbl.gov/2021/12/08/plants-buy-us-time-to-slow-climate-change-but-not-enough-to-stop-it/
- NASA. Ugljični dioksid. Dostupno na https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide/
- Bastin, Jean-Francois et al 2019. Globalni potencijal obnove stabala. Znanost. 5. srpnja 2019. Svezak 365, broj 6448, str. 76-79. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax0848
- Chazdon R. i Brancalion P., 2019. Obnavljanje šuma kao sredstvo za mnoge ciljeve. Znanost. 5. srpnja 2019., svezak 365, izdanje 6448, str. 24-25. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax9539
- Limpens, J., Fijen, TPM, Keizer, I. et al. Grmlje i degradirani permafrost otvaraju put za nastanak drveća u subarktičkim tresetima. Ekosustavi 24, 370–383 (2021). https://doi.org/10.1007/s10021-020-00523-6
- Kristensen, J.Å., Barbero-Palacios, L., Barrio, IC et al. Sadnja drveća nije klimatsko rješenje na sjevernim visokim geografskim širinama. Nat. Geosci. 17, 1087-1092 (2024). https://doi.org/10.1038/s41561-024-01573-4
***
