Atenuarea schimbărilor climatice: plantarea de copaci în Artic agravează încălzirea globală

Restaurarea pădurilor și plantarea arborilor este o strategie bine stabilită pentru atenuarea schimbărilor climatice. Cu toate acestea, folosirea această abordare în zona arctică agravează încălzirea și este contraproductivă pentru atenuarea schimbărilor climatice. Acest lucru se datorează faptului că acoperirea copacilor reduce albedo (sau reflectarea luminii solare) și crește întunericul de suprafață, ceea ce duce la încălzirea netă (deoarece copacii absorb mai multă căldură de la soare decât zăpada). În plus, activitățile de plantare a copacilor perturbă, de asemenea, rezervorul de carbon al solului arctic, care stochează mai mult carbon decât toate plantele de pe Pământ. Prin urmare, abordarea de atenuare a schimbărilor climatice nu trebuie să fie neapărat concentrată pe carbon. Schimbările climatice se referă la echilibrul energetic al Pământului (net de energia solară care rămâne în atmosferă și energia solară care părăsește atmosfera). Cantitatea de gaze cu efect de seră determină cât de multă căldură este reținută în atmosfera Pământului. În regiunile arctice, la latitudini mari, efectul albedo (adică, reflectarea luminii solare înapoi în spațiu fără a fi transformată în căldură) este mai important (decât efectul de seră datorat stocării carbonului atmosferic) pentru bilanțul energetic total. Prin urmare, obiectivul general de încetinire a schimbărilor climatice necesită o abordare holistică.   

Plantele și animalele eliberează continuu dioxid de carbon (CO₂) în atmosferă prin respiraţie. Unele evenimente naturale, cum ar fi incendiile și erupțiile vulcanice, eliberează și CO₂ în atmosferă. Un echilibru în CO atmosferic₂ este menținută prin captarea regulată a carbonului de către plantele verzi în prezența luminii solare prin fotosinteză. Cu toate acestea, activitățile umane din 18^th secolul, în special extracția și arderea combustibililor fosili, cum ar fi cărbunele, petrolul și gazele naturale, au crescut concentrația de CO atmosferic.₂.  

Interesant este că o creștere a concentrației de CO₂ în atmosferă se știe că prezintă efect de fertilizare cu carbon (adică, plantele verzi fotosintetizează mai mult ca răspuns la mai mult CO₂ în atmosferă). O bună parte din rezervorul de carbon terestru actual este atribuită acestei fotosinteze globale crescute ca răspuns la creșterea CO₂. În perioada 1982-2020, fotosinteza globală a crescut cu aproximativ 12% ca răspuns la o creștere cu 17% a concentrațiilor globale de dioxid de carbon în atmosferă de la 360 ppm la 420 ppm^1,2.  

În mod clar, fotosinteza globală crescută nu poate sechestra toate emisiile de carbon antropice de când a început industrializarea. Ca urmare, dioxidul de carbon atmosferic (CO₂) a crescut efectiv cu aproximativ 50% în ultimele două secole la 422 ppm (în septembrie 2024)³ care reprezintă 150% din valoarea sa din 1750. Deoarece dioxidul de carbon (CO₂) este un gaz cu efect de seră important, această creștere generală semnificativă a CO atmosferic₂ a contribuit la încălzirea globală și la schimbările climatice.  

Schimbările climatice se manifestă sub formă de topire a gheții polare și a ghețarilor, încălzirea oceanelor, creșterea nivelului mării, inundații, furtuni catastrofale, secetă frecventă și intensă, deficit de apă, valuri de căldură, incendii severe și alte condiții adverse. Are consecințe grave asupra vieții și mijloacelor de trai ale oamenilor, de unde imperativul atenuării. Prin urmare, pentru a limita încălzirea globală și creșterea temperaturii la 1.5°C până la sfârșitul acestui secol, Conferința ONU privind schimbările climatice a recunoscut că emisiile globale de gaze cu efect de seră trebuie reduse cu 43% până în 2030 și a cerut părților să treacă de la combustibilii fosili pentru a ajunge la emisii nete zero de 2050.  

Pe lângă reducerea emisiilor de carbon, acțiunea climatică poate fi susținută și de eliminarea carbonului din atmosferă. Orice îmbunătățire a captării carbonului atmosferic ar fi utilă.  

Fotosinteza marine de către fitoplancton, alge și plancton algelor din oceane este responsabilă pentru aproximativ jumătate din captarea carbonului. Se sugerează că biotehnologia microalgelor ar putea contribui la captarea carbonului prin fotosinteză. Inversarea defrișării prin plantarea de copaci și refacerea terenurilor forestiere poate fi foarte utilă pentru atenuarea climei. Un studiu a constatat că îmbunătățirea acoperirii forestiere globale ar putea aduce contribuții semnificative. Acesta a arătat că capacitatea globală a copacului arborilor în condițiile climatului actual este de 4.4 miliarde de hectare, ceea ce înseamnă că ar putea fi create 0.9 miliarde de hectare de acoperire suplimentară (echivalent cu 25% creștere a suprafeței împădurite) după excluderea acoperirii existente. Această acoperire suplimentară, dacă ar fi creată, ar sechestra și stoca aproximativ 205 gigatone de carbon, ceea ce reprezintă aproximativ 25% din rezervorul de carbon atmosferic actual. Restaurarea pădurilor la nivel global este un imperativ, de asemenea, deoarece schimbările climatice neîntrerupte ar avea ca rezultat reducerea a aproximativ 223 de milioane de hectare de pădure (mai ales în zone tropicale) și pierderea biodiversității asociate până în 2050.^4,5. 

Plantație de copaci în regiunea arctică  

Regiunea arctică se referă la partea de nord a Pământului deasupra latitudinii de 66° 33′ N în cadrul cercului artic. O mare parte din această regiune (aproximativ 60%) este ocupată de oceanul arctic acoperit cu gheață. Masa de uscat artic este situată în jurul marginilor sudice ale oceanului artic, care susțin tudra sau pădurea boreală de nord.  

Pădurile boreale (sau taiga) sunt situate la sud de Cercul Arctic și sunt caracterizate de păduri de conifere formate în principal din pini, molizi și larice. Are ierni lungi și reci și veri scurte și umede. Există predominanța copacilor de conifere toleranți la frig, purtători de conuri, veșnic verzi (pini, molizi și brazi) care își păstrează frunzele în formă de ac pe tot parcursul anului. În comparație cu pădurile temperate și pădurile umede tropicale, pădurile boreale au o productivitate primară mai mică, au o diversitate mai mică de specii de plante și nu au o structură stratificată a pădurilor. Pe de altă parte, tundra arctică este situată la nord de pădurile boreale din regiunile artice din emisfera nordică, unde subsolul este permanent înghețat. Această regiune este mult mai rece, cu temperaturi medii de iarnă și vară în intervalul -34°C și, respectiv, 3°C – 12°C. Subsolul este permanent înghețat (permafrost), prin urmare rădăcinile plantelor nu pot pătrunde adânc în sol și plantele sunt joase până la pământ. Tundra are o productivitate primară foarte scăzută, o diversitate scăzută a speciilor și un sezon de creștere scurt de 10 săptămâni, când plantele cresc rapid ca răspuns la lumina lungă a zilei.  

Creșterea copacilor în regiunile arctice este afectată de permafrost, deoarece apa înghețată subterană limitează creșterea rădăcinilor adânci. Cea mai mare parte a tundrei are permafrost continuu, în timp ce pădurile boreale există în zone cu puțin sau deloc permafrost. Cu toate acestea, permafrostul arctic nu este neafectat.  

Pe măsură ce climatul arctic se încălzește (ceea ce se întâmplă de două ori mai repede decât media globală), topirea și pierderea permafrostului rezultat ar spori supraviețuirea răsadurilor timpurii. S-a constatat că prezența copacului arbuștilor este asociată pozitiv cu supraviețuirea în continuare și creșterea răsadurilor în copaci. Compoziția speciilor și funcționarea ecosistemelor din regiune suferă o schimbare rapidă. Pe măsură ce clima se încălzește și permafrostul se degradează, vegetația se poate schimba de la arctic mai puțin copac la dominat de copaci în viitor⁶.  

Vegetația s-ar muta în peisajul arctic dominat de copaci ar reduce CO atmosferic?₂ prin fotosinteză îmbunătățită și ajută la atenuarea schimbărilor climatice? Ar putea fi luată în considerare regiunea arctică pentru împădurire pentru a elimina CO atmosferic?₂. În ambele situații, permafrostul arctic ar trebui să se dezghețe sau să se degradeze mai întâi pentru a permite creșterea copacilor. Cu toate acestea, dezghețarea permafrostului eliberează metan în atmosferă, care este un gaz cu efect de seră puternic și contribuie la o încălzire suplimentară. Eliberarea de metan din permafrost contribuie, de asemenea, la incendii masive din regiune.  

În ceea ce privește strategia de îndepărtare a CO atmosferic₂ prin fotosinteză prin împădurire sau plantare a copacilor în regiunea arctică și atenuarea ulterioară a încălzirii și schimbărilor climatice, cercetătorii⁷ a constatat că această abordare nu este adecvată pentru regiune și este contraproductivă pentru atenuarea schimbărilor climatice. Acest lucru se datorează faptului că acoperirea copacilor reduce albedo (sau reflectarea luminii solare) și crește întunericul de suprafață, ceea ce are ca rezultat încălzirea netă, deoarece copacii absorb mai multă căldură de la soare decât zăpada. În plus, activitățile de plantare a copacilor perturbă, de asemenea, rezervorul de carbon al solului arctic, care stochează mai mult carbon decât toate plantele de pe Pământ.  

Prin urmare, abordarea de atenuare a schimbărilor climatice nu trebuie să fie neapărat concentrată pe carbon. Schimbările climatice se referă la echilibrul energetic al Pământului (net de energia solară care rămâne în atmosferă și energia solară care părăsește atmosfera). Gazele cu efect de seră determină cât de multă căldură este reținută în atmosfera Pământului. În regiunile arctice la latitudini înalte, efectul albedo (adică, reflectarea luminii solare înapoi în spațiu fără a fi transformată în căldură) este mai important (decât stocarea carbonului atmosferic) pentru bilanțul energetic total. Prin urmare, obiectivul general de încetinire a schimbărilor climatice necesită o abordare holistică.  

*** 

Referinte:  

1. Keenan, TF, et al. O constrângere a creșterii istorice a fotosintezei globale din cauza creșterii CO2. Nat. Clim. Chang. 13, 1376–1381 (2023). DOI: https://doi.org/10.1038/s41558-023-01867-2 

2. Laboratorul Berkeley. Știri – Plantele ne câștigă timp pentru a încetini schimbările climatice – dar nu sunt suficient pentru a o opri. Disponibil la https://newscenter.lbl.gov/2021/12/08/plants-buy-us-time-to-slow-climate-change-but-not-enough-to-stop-it/ 

3. NASA. Dioxid de carbon. Disponibil la https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide/ 

4. Bastin, Jean-Francois et al 2019. Potențialul global de restaurare a copacilor. Ştiinţă. 5 iulie 2019. Vol 365, Issue 6448 pp. 76-79. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax0848 

5. Chazdon R. și Brancalion P., 2019. Restaurarea pădurilor ca mijloc pentru mai multe scopuri. Ştiinţă. 5 iulie 2019 Vol 365, Numărul 6448 pp. 24-25. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax9539 

6. Limpens, J., Fijen, TPM, Keiser, I. şi colab. Arbuștii și permafrostul degradat deschide calea pentru înființarea arborilor în turbării subarctice. Ecosisteme 24, 370–383 (2021).  https://doi.org/10.1007/s10021-020-00523-6 

7. Kristensen, J.Å., Barbero-Palacios, L., Barrio, IC et al. Plantarea copacilor nu este o soluție climatică la latitudinile înalte nordice. Nat. Geosci. 17, 1087–1092 (2024). https://doi.org/10.1038/s41561-024-01573-4  

***