Versagting van klimaatsverandering: Om bome in Artic te plant, vererger aardverwarming

Bosherstel en boomaanplanting is 'n goed gevestigde strategie vir die versagting van klimaatsverandering. Gebruik egter van hierdie benadering in die arktiese gebied vererger verwarming en is teenproduktief vir die versagting van klimaatsverandering. Dit is omdat boombedekking albedo (of weerkaatsing van sonlig) verminder en oppervlakduisternis verhoog, wat lei tot netto verwarming (omdat bome meer hitte van die son absorbeer as sneeu). Verder versteur boomplantaktiwiteite ook die koolstofpoel van arktiese grond wat meer koolstof berg 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). Hoeveelheid 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 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 atmosfeer deur asemhaling. Sommige natuurlike gebeurtenisse soos veldbrande en vulkaniese uitbarstings stel ook CO vry₂ in die atmosfeer. 'n Balans in atmosferiese CO₂ word in stand gehou deur die gereelde koolstofsekwestrasie deur die groen plante in die teenwoordigheid van sonlig deur fotosintese. Menslike aktiwiteite sedert 18^th eeu, veral ontginning en verbranding van fossielbrandstowwe soos steenkool, petroleumolie en aardgas, konsentrasie van atmosferiese CO2 verhoog₂.  

Interessant genoeg, 'n toename in konsentrasie van CO₂ Dit is bekend dat dit in die atmosfeer koolstofbemestingseffek toon (dws groen plante fotosinteer meer in reaksie op meer CO₂ in die atmosfeer). 'n Goeie deel van die huidige aardse koolstofsink 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 te sekwestreer sedert industrialisasie begin het nie. As gevolg hiervan, die atmosferiese koolstofdioksied (CO₂) het in die laaste twee eeue effektief met ongeveer 50% toegeneem tot 422 dpm (in September 2024)³ wat 150% van sy waarde in 1750 is. Aangesien koolstofdioksied (CO₂) is 'n belangrike kweekhuisgas, hierdie beduidende algehele toename in atmosferiese CO₂ het bygedra tot aardverwarming en klimaatsverandering.  

Klimaatsverandering manifesteer in die vorm van smeltende poolys en gletsers, warm oseane, stygende seevlakke, oorstromings, katastrofiese storms, gereelde en intense droogte, waterskaarste, hittegolwe, ernstige brande en ander ongunstige toestande. Dit het ernstige gevolge op mense se lewens en lewensbestaan, vandaar die noodsaaklikheid van versagting. Daarom, om aardverwarming en temperatuurstyging teen die einde van hierdie eeu tot 1.5°C te beperk, het die Climate Konferensie Verandering VN het erken dat wêreldwye kweekhuisgasvrystellings teen 43 met 2030% verminder moet word en het partye opgeroep om weg te skakel van fossielbrandstowwe om te bereik netto nul-emissies deur 2050.  

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 algeplankton in oseane is verantwoordelik vir ongeveer die helfte van die koolstofopvang. Daar word voorgestel dat mikroalgbiotegnologie kan bydra tot koolstofopvang deur fotosintese. Om ontbossing om te keer deur boomplantasie en die herstel van woudgrond 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 boomkapkapasiteit onder die huidige klimaat 4.4 miljard hektaar is wat beteken dat 'n ekstra 0.9 miljard hektaar blaredakbedekking (gelykstaande aan 25% toename in beboste oppervlakte) geskep kan word nadat bestaande bedekking uitgesluit is. Hierdie ekstra afdakbedekking as dit geskep word, sal ongeveer 205 gigaton koolstof sekwestreer en berg, wat ongeveer 25% van die huidige atmosferiese koolstofpoel beloop. Wêreldwye bosherstel is ook noodsaaklik omdat ononderbroke klimaatsverandering sal lei tot die vermindering van ongeveer 223 miljoen hektaar bosbedekking (meestal in tropiese gebiede) en verlies van gepaardgaande biodiversiteit teen 2050^4,5. 

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.  

Soos die arktiese klimaat warmer word (wat twee keer so vinnig as wêreldgemiddeld gebeur), sal die gevolglike smelting en verlies van permafrost die oorlewing van vroeë boomsaailinge verbeter. Daar is gevind dat die teenwoordigheid van struikblare positief geassosieer word met verdere oorlewing en groei van saailinge in bome. Die samestelling van spesies en funksionering van ekosisteme in die streek is besig om vinnig te verander. Soos die klimaat warmer word en permafrost afbreek, kan plantegroei in die toekoms van boomlose arktiese na boom-oorheersde verskuif⁶.  

Sou plantegroei verskuif na boom-oorheersde arktiese landskap verminder atmosferiese CO₂ deur verbeterde fotosintese en help om klimaatsverandering te versag? Kan die arktiese gebied oorweeg word vir bebossing om atmosferiese CO te verwyder₂. In beide situasies moet die arktiese permafrost eers ontdooi of afbreek om die groei van bome moontlik te maak. Ontdooiing van permarys 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 vir die verwydering van atmosferiese CO betref₂ deur fotosintese deur bebossing of boomplantasie in die artiese gebied en gevolglike versagting van verwarming en klimaatsverandering, het die navorsers⁷ het bevind dat hierdie benadering nie geskik is vir die streek nie en dat dit teenproduktief is vir die versagting van klimaatsverandering. Dit is omdat boombedekking albedo (of weerkaatsing van sonlig) verminder en oppervlakduisternis verhoog, wat lei tot netto verwarming omdat bome meer hitte van die son absorbeer as sneeu. Verder versteur boomplantaktiwiteite ook die koolstofpoel van arktiese grond wat meer koolstof berg 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:  

1. 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 

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/ 

3. NASA. Koolstofdioksied. Beskikbaar by https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide/ 

4. 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 

5. 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 

6. 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 

7. 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  

***