Bosherstel en boomplanting is 'n gevestigde strategie vir die versagting van klimaatsverandering. Die gebruik van hierdie benadering in die Arktiese gebied vererger egter die opwarming en is teenproduktief vir die versagting van klimaatsverandering. Dit is omdat boombedekking albedo (of weerkaatsing van sonlig) verminder en oppervlakdonkerte verhoog, wat lei tot netto opwarming (omdat bome meer hitte van die son absorbeer as sneeu). Verder versteur boomplantaktiwiteite ook die koolstofpoel van arktiese grond wat meer koolstof stoor as alle plante op Aarde. Daarom hoef die benadering tot die versagting van klimaatsverandering nie noodwendig koolstofgefokus te wees nie. Klimaatsverandering gaan oor die Aarde se energiebalans (netto van sonenergie wat in die atmosfeer bly en sonenergie wat die atmosfeer verlaat). Die hoeveelheid kweekhuisgasse bepaal hoeveel hitte in die Aarde se atmosfeer behoue bly. In Arktiese streke, op hoë breedtegrade, is die albedo-effek (d.w.s. weerkaatsing van sonlig terug in die ruimte sonder om in hitte omgeskakel te word) belangriker (as die kweekhuiseffek as gevolg van atmosferiese koolstofberging) vir die totale energiebalans. Daarom vereis die algehele doelwit om klimaatsverandering te vertraag 'n holistiese benadering.
Plante en diere stel voortdurend koolstofdioksied (CO2 ) in die atmosfeer vry deur respirasie. Sommige natuurlike gebeurtenisse soos veldbrande en vulkaniese uitbarstings stel ook CO2 in die atmosfeer vry . 'n Balans in atmosferiese CO2 word gehandhaaf deur die gereelde koolstofsekwestrasie deur die groen plante in die teenwoordigheid van sonlig deur fotosintese. Menslike aktiwiteite sedert die 18de eeu, veral die ontginning en verbranding van fossielbrandstowwe soos steenkool, petroleumolie en natuurlike gas, het egter die konsentrasie van atmosferiese CO2 verhoog.
Interessant genoeg is bekend dat 'n toename in die konsentrasie van CO2 in die atmosfeer 'n koolstofbevrugtingseffek toon (d.w.s. groen plante fotosinteer meer in reaksie op meer CO2 in die atmosfeer). 'n Goeie deel van die huidige terrestriële koolstofput word toegeskryf aan hierdie verhoogde globale fotosintese in reaksie op stygende CO2 . Gedurende 1982-2020 het globale fotosintese met ongeveer 12% toegeneem in reaksie op 'n 17%-toename in globale koolstofdioksiedkonsentrasies in die atmosfeer van 360 dpm tot 420 dpm 1,2.
Dit is duidelik dat verhoogde globale fotosintese nie in staat is om alle antropogeniese koolstofvrystellings sedert die begin van industrialisering te bind nie. Gevolglik het die atmosferiese koolstofdioksied (CO2 ) effektief met ongeveer 50% in die laaste twee eeue toegeneem tot 422 dpm (in September 2024) 3 , wat 150% van sy waarde in 1750 is. Aangesien koolstofdioksied (CO2 ) 'n belangrike kweekhuisgas is, het hierdie beduidende algehele toename in atmosferiese CO2 bygedra tot aardverwarming en klimaatsverandering.
Klimaatsverandering manifesteer in die vorm van smeltende poolys en gletsers, warmer oseane, stygende seevlakke, oorstromings, katastrofiese storms, gereelde en intense droogtes, waterskaarste, hittegolwe, ernstige brande en ander ongunstige toestande. Dit het ernstige gevolge vir mense se lewens en lewensonderhoud, daarom is versagting noodsaaklik. Om aardverwarming en temperatuurstyging tot 1.5°C teen die einde van hierdie eeu te beperk, het die VN se Klimaatsveranderingskonferensie erken dat globale kweekhuisgasvrystellings met 43% teen 2030 verminder moet word en het partye opgeroep om weg te beweeg van fossielbrandstowwe om netto nul-uitlatings teen 2050 te bereik.
Benewens die vermindering in koolstofvrystelling, kan klimaataksie ook ondersteun word deur koolstof uit die atmosfeer te verwyder. Enige verbetering in die opvang van atmosferiese koolstof sal nuttig wees.
Mariene fotosintese deur fitoplankton, kelp en algeplanktons in oseane is verantwoordelik vir ongeveer die helfte van die koolstofvangs. Daar word voorgestel dat mikroalge-biotegnologie kan bydra tot koolstofvangs deur fotosintese. Die omkering van ontbossing deur boomplantasies en die herstel van bosgrond kan baie nuttige klimaatsversagting wees. Een studie het bevind dat die verbetering van globale bosbedekking beduidende bydraes kan lewer. Dit het getoon dat die globale boomkapasiteit onder die huidige klimaat 4.4 miljard hektaar is, wat beteken dat 'n ekstra 0.9 miljard hektaar bosbedekking (gelykstaande aan 'n 25% toename in beboste gebied) geskep kan word nadat bestaande bedekking uitgesluit is. Hierdie ekstra bosbedekking, indien geskep, sal ongeveer 205 gigaton koolstof vasvang en stoor, wat neerkom op ongeveer 25% van die huidige atmosferiese koolstofpoel. Globale bosherstel is ook noodsaaklik omdat ononderbroke klimaatsverandering 'n vermindering van ongeveer 223 miljoen hektaar bosbedekking (meestal in tropiese gebiede) en verlies aan gepaardgaande biodiversiteit teen 2050 sal lei 4,5.
Boomplantasie in arktiese streek
Arktiese gebied verwys na die noordelike deel van die Aarde bo die 66° 33′N breedtegraad binne die polsirkel. Baie van hierdie streek (ongeveer 60%) word deur see-ys bedekte Arktiese oseaan beset. Die artiese landmassa is geleë rondom die suidelike rande van die artiese oseaan wat die toendra of die noordelike boreale woud ondersteun.
Boreale woude (of taiga) is suid van die Noordpoolsirkel geleë en word gekenmerk deur naaldwoude wat meestal uit denne, sparre en larikse bestaan. Dit het lang, koue winters en kort, nat somers. Daar is die oorheersing van koue-verdraagsame, keëldraende, immergroen, naaldbome (denne, sparre en sparre) wat hul naaldvormige blare die hele jaar deur behou. In vergelyking met gematigde woude en tropiese nat woude, het boreale woude laer primêre produktiwiteit, het minder plantspesies diversiteit en het nie gelaagde woudstruktuur nie. Aan die ander kant is die arktiese toendra noord van die boreale woude in die Arktiese streke van die noordelike halfrond geleë, waar die ondergrond permanent gevries is. Hierdie streek is baie kouer met die gemiddelde winter- en somertemperature in die reeks van onderskeidelik -34°C en 3°C – 12°C. Die ondergrond is permanent gevries (permafrost) dus kan wortels van die plante nie diep in die grond indring nie en plante is laag op die grond. Toendra het baie lae primêre produktiwiteit, lae spesiediversiteit en kort groeiseisoen van 10 weke wanneer plante vinnig groei in reaksie op lang daglig.
Die boomgroei in arktiese streke word deur permafrost beïnvloed omdat ondergrondse bevrore water diepwortelgroei beperk. Die meeste van die toendra het aaneenlopende permafrost terwyl boreale woude bestaan in gebiede met min of geen permafrost. Die arktiese permafrost is egter nie onaangeraak nie.
Namate die Arktiese klimaat warmer word (wat twee keer so vinnig as die wêreldgemiddelde gebeur), sal die gevolglike smelting en verlies van permafrost die oorlewing van vroeë boomsaailinge verbeter. Daar is gevind dat die teenwoordigheid van struikkroon positief geassosieer word met verdere oorlewing en groei van saailinge tot bome. Die samestelling van spesies en funksionering van ekosisteme in die streek ondergaan vinnige verandering. Namate die klimaat warmer word en permafrost degradeer, kan plantegroei in die toekoms van boomlose Arktiese na boomgedomineerde verskuif6.
Sou plantegroei na 'n boomgedomineerde Arktiese landskap verskuif om atmosferiese CO2 te verminder deur verbeterde fotosintese en klimaatsverandering te versag? Kan die Arktiese streek oorweeg word vir bebossing om atmosferiese CO2 te verwyder ? In beide situasies moet die Arktiese permafrost eers ontdooi of degradeer om die groei van bome toe te laat. Ontdooiing van permafrost stel egter metaan in die atmosfeer vry, wat 'n kragtige kweekhuisgas is en bydra tot verdere verwarming. Metaanvrystelling van permafrost dra ook by tot massiewe veldbrande in die streek.
Wat die strategie van die verwydering van atmosferiese CO2 deur fotosintese deur bebossing of boomplanting in die Arktiese streek en gevolglike versagting van opwarming en klimaatsverandering betref , het die navorsers 7 bevind dat hierdie benadering ongeskik is vir die streek en teenproduktief is vir die versagting van klimaatsverandering. Dit is omdat boombedekking albedo (of weerkaatsing van sonlig) verminder en oppervlakdonkerte verhoog, wat lei tot netto opwarming omdat bome meer hitte van die son absorbeer as sneeu. Verder versteur boomplantaktiwiteite ook die koolstofpoel van Arktiese grond wat meer koolstof stoor as alle plante op Aarde.
Daarom hoef klimaatsveranderingsbenadering nie noodwendig koolstofgefokus te wees nie. Klimaatsverandering gaan oor die Aarde se energiebalans (netto van sonenergie wat in atmosfeer bly en sonenergie wat atmosfeer verlaat). Kweekhuisgasse bepaal hoeveel hitte in die aarde se atmosfeer behoue bly. In arktiese streke op hoë breedtegrade is albedo-effek (dws weerkaatsing van sonlig terug in die ruimte sonder om in hitte omgeskakel te word) belangriker (as atmosferiese koolstofberging) vir die totale energiebalans. Daarom vereis die algehele doelwit om klimaatsverandering te vertraag 'n holistiese benadering.
***
Verwysings:
- Keenan, TF, et al. 'n Beperking op historiese groei in globale fotosintese as gevolg van stygende CO2. Nat. Klim. Chang. 13, 1376–1381 (2023). DOI: https://doi.org/10.1038/s41558-023-01867-2
- Berkeley Lab. Nuus – Plante Koop vir ons tyd om klimaatsverandering te vertraag – maar nie genoeg om dit te stop nie. Beskikbaar by https://newscenter.lbl.gov/2021/12/08/plants-buy-us-time-to-slow-climate-change-but-not-enough-to-stop-it/
- NASA. Koolstofdioksied. Beskikbaar by https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide/
- Bastin, Jean-Francois et al 2019. Die globale boomherstelpotensiaal. Wetenskap. 5 Julie 2019. Vol 365, Uitgawe 6448 pp. 76-79. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax0848
- Chazdon R., en Brancalion P., 2019. Herstel van woude as 'n middel tot baie doeleindes. Wetenskap. 5 Jul 2019 Vol 365, Uitgawe 6448 pp. 24-25. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax9539
- Limpens, J., Fijen, TPM, Keizer, I. et al. Struike en gedegradeerde permafrost baan die weg vir boomvestiging in subarktiese veenlande. Ecosystems 24, 370–383 (2021). https://doi.org/10.1007/s10021-020-00523-6
- Kristensen, J.Å., Barbero-Palacios, L., Barrio, IC et al. Boomplanting is geen klimaatsoplossing op noordelike hoë breedtegrade nie. Nat. Geosci. 17, 1087–1092 (2024). https://doi.org/10.1038/s41561-024-01573-4
***
 and increases surface darkness which results in net warming (because trees absorb more heat from the sun than snow). Further, tree planting activities also disturb the carbon pool of arctic soil which store more carbon than all plants on Earth. Therefore, climate change mitigation approach need not necessarily be carbon focused. Climate change is about Earth’s energy balance (net of solar energy staying in atmosphere and solar energy leaving atmosphere). Amount of greenhouse gases determine how much heat is retained in Earth’s atmosphere. In arctic regions, at high latitudes, albedo effect (i.e., reflection of sunlight back into space without being converted into heat) is more important (than greenhouse effect due to atmospheric carbon storage) for the total energy balance. Hence, the overall goal of slowing down climate change requires a holistic approach.){kind=link}