Zdolność lasów tropikalnych Ziemi do usuwania węgla z atmosfery szybko zanika. Tak brzmi konkluzja badania opublikowanego 4 marca 2020 r. w Nature. Eksperci ze stu jednostek naukowych przez 30 lat przyglądali się 300 000 drzew. Obserwacje te po raz pierwszy potwierdziły niepokojący fakt: położone w tropikach lasy staną się wkrótce potężnym źródłem emisji węgla netto, które przyspieszy ocieplenie klimatu. Planeta utraci jeden z najważniejszych pochłaniaczy CO2.
Modele klimatyczne błędnie pokazują, że tropikalne drzewa będą sekwestrowały węgiel – in. magazynowały go – przez wiele dziesięcioleci. Kompleksowe śledzenie rozwoju i śmierci tych roślin w 565 nienaruszonych lasach Afryki i Amazonii wykazało, iż ilość pobieranego przez nie węgla osiągnęła poziom szczytowy w latach 90. W minionej dekadzie była już zredukowana o jedną trzecią – głównie wskutek zwiększającej się śmiertelności.
Łącząc dane z Afryki i Amazonii, zaczęliśmy rozumieć, dlaczego tamtejsze lasy ulegają takim przeobrażeniom. Główną rolę odgrywa w nich poziom dwutlenku węgla, temperatura, susza i dynamika ogólna ekosystemu. Dodatkowy dwutlenek węgla zasila wzrost drzew, ale każdego roku efekt ten jest coraz skuteczniej znoszony przez negatywne następstwa rosnących temperatur i coraz bardziej intensywnych susz, które nie tylko spowalniają rozrost roślin, lecz także zabijają je. Nasze modelowanie tych czynników ujawnia długoterminowe wygasanie pochłaniacza afrykańskiego i dalsze, gwałtowne słabnięcie pochłaniacza amazońskiego, wyjaśnił dr Wannes Hubau, główny autor analizy.
Las tropikalny.
W porównaniu z latami 90. XX w. wolumen węgla przechwyconego przez zalesione tropiki był w ubiegłym dziesięcioleciu niższy o 21 miliardów ton. Wynik ten odpowiada dekadzie zbiorczych emisji CO2 czołowych gospodarek: Wielkiej Brytanii, Niemiec, Francji i Kanady. Trzydzieści lat temu lasy tropikalne poddawały sekwestracji 17% dwutlenku węgla wydalanego przez cywilizację industrialną, a w ostatnich sezonach zaledwie 6%. Stało się tak, ponieważ ich powierzchnia skurczyła się o 19%, zaś światowe emisje CO2 skoczyły o 46%. Absorpcja węgla zmniejszyła się w związku z tym aż o 33%.
Lasy tropikalne przechowują w sumie 250 miliardów ton węgla w samych drzewach. To odpowiednik 90 lat obecnych emisji CO2 będących rezultatem globalnej eksploatacji paliw kopalnych. Nawet gdyby zmiana klimatu przebiegała liniowo, ten ogromny rezerwuar węgla zamieniłby się w jego źródło netto w przyszłym dziesięcioleciu (zawarta w badaniu projekcja zidentyfikowanego trendu zakłada taki scenariusz). Jednak można oczekiwać, że nastąpi to wcześniej – system klimatyczny planety doświadcza zmiany nagłej, a ekosystemy strefy międzyzwrotnikowej upadają. Szybkość i ogrom zmian, jakie zaszły i zachodzą w tych lasach, sugeruje, iż konsekwencje zmiany klimatu będą poważniejsze, niż przewidywano, przyznał dr Bonaventure Sonké z Uniwersytetu Yaounde.
Według danych satelitarnych bogate w węgiel, starsze lasy deszczowe – których drzewa mogą mieć setki, a nawet tysiące lat – zanikają nieprzerwanie w zastraszającym tempie. Przyglądając się roślinom wyższym niż 5 metrów, uczeni z Uniwersytetu Maryland odkryli, że w 2019 r. co 6 sekund ginął obszar tropikalnego lasu pierwotnego wielkości boiska do piłki nożnej. Oprócz magazynowania ogromnych ilości węgla, zalesione tropiki są domem niezliczonych gatunków zwierząt. Wstrząsający raport został opublikowany 2 czerwca 2020 r.
Lasy tropikalne umierają szybciej, niż sądzono
Według naukowców z Centrum Badań Środowiskowych im. Helmholtza (UFZ) fragmentacja tropikalnych lasów deszczowych ogarnęła już jedną trzecią ich powierzchni, a jej tempo jest o wiele szybsze od oczekiwanego. Konsekwencje tego procesu dla planetarnego obiegu węgla i bioróżnorodności są tragiczne.
Dysponując danymi satelitarnymi o wysokiej rozdzielczości, eksperci przyjrzeli się dokładnie nawet najmniejszym częściom obszarów leśnych. Galopująca śmiertelność drzew na obrzeżach lasów wprowadza do atmosfery ogromne ilości węgla i pozbawia habitatu liczne gatunki zwierząt. Modelowanie przewiduje, że obie tendencje będą się utrzymywać. Efekt przyspieszonej fragmentacji obejmuje przede wszystkim tropiki w Afryce. [8 września 2021 r., Science Advances]
Porażający wynik badania gleb lasów tropikalnych
Naukowcy odkryli niedoszacowane wcześniej źródło emisji gazów cieplarnianych: górny metr gleby lasów tropikalnych ogrzany eksperymentalnie o 4°C (co odpowiada temperaturze powietrza wyższej o 3°C) wyemitował o 55% więcej dwutlenku węgla, niż zakładano. Zanim ludzkość zaczęła obciążać atmosferę zanieczyszczeniem węglowym poprzez spalanie paliw kopalnych, dopływ i odpływ CO2 z gleby – jeden z kluczowych elementów złożonego obiegu węgla na Ziemi – pozostawał mniej więcej w stanie równowagi. Innymi słowy, gazy cieplarniane uwalniane przez posusz i rozkładające się liście były usuwane przez mikroorganizmy żywiące się tą materią. Badanie zamieszczone 12 sierpnia 2020 r. w Nature to kolejny dowód na to, że zmiana klimatu zaburza tę równowagę. Węgiel znajdujący się w glebach tropikalnych jest bardziej wrażliwy na ocieplenie, niż sądzono dotychczas, powiedział Andrew Nottingham ze Szkoły Nauk o Ziemi (School of Geosciences) przy Uniwersytecie w Edynburgu, główny autor analizy. Nawet niewielki wzrost oddychania gleb lasów tropikalnych może wywrzeć ogromny wpływ na stężenie CO2 w atmosferze, a tym samym klimat globalny, dodał uczony.
Ilość dwutlenku węgla wydalanego każdego roku przez gleby świata jest do 10 razy większa, niż cywilizacyjne emisje gazów cieplarnianych. Zaledwie jeden procent nierównowagi (w dopływie i odpływie CO2) odpowiadałby około 10% antropogenicznych emisji tego gazu, zauważył Eric Davidson z Centrum Nauk o Środowisku (Center for Environmental Science) przy Uniwersytecie Maryland. Ekstrapolacja bazująca na nowym odkryciu dała porażający wynik: gdyby wszystkie gleby tropikalne ogrzały się przez okres dwóch lat o 4°C, wprowadziłyby do atmosfery 65 miliardów ton węgla, co odpowiada około 240 miliardom ton CO2. To ponad sześć razy więcej niż obecne roczne emisje cywilizacji przemysłowej, podkreślił Nottingham. Liczba ta może być zaniżona, ponieważ w naszym eksperymencie utrata węgla utrzymała się po upływie dwóch lat. Poza tym nie uwzględniliśmy głębszych pokładów węgla, zalegających poniżej dwóch metrów. Do tej pory drzewa i oceany konsekwentnie pochłaniały blisko połowę nadwyżki dwutlenku węgla generowanego wskutek działalności człowieka cywilizowanego. Jednak w lasach i oceanach zaczynają już pojawiać się oznaki „zmęczenia” CO2.
Raport opublikowany 22 maja 2020 r. w Science pokazał, że wskutek maksymalnych dziennych temperatur przekraczających 32°C lasy tropikalne szybciej uwalniają zmagazynowany węgiel. Odkrycie to ma ogromne znaczenie, ponieważ zalesione tropiki zawierają około 40% węgla akumulowanego przez rośliny lądowe Ziemi. Steve Paton, dyrektor programu monitorowania fizycznego w Instytucie Badań nad Tropikami Smithsonian (Smithsonian Tropical Research Institute – STRI), poinformował, że permanentna stacja meteorologiczna zlokalizowana w lesie na Wyspie Barro Colorado w Panamie zarejestrowała w 2019 r. maksymalne dzienne wartości powyżej 32°C aż 32 razy. Oznacza to, iż wyjątkowo upalne dni stają się coraz częstsze.
Drzewa nie radzą sobie ze wzrostem wzrostem maksymalnej temperatury w ciągu dnia: gdy są dostatecznie rozgrzane i suche, zamykają pory w liściach, aby zaoszczędzić wodę, co zapobiega pobieraniu większej ilości węgla. Z kolei po śmierci rośliny te wprowadzają pochłonięty wcześniej CO2 z powrotem do atmosfery. Wzrost średniej temperatury Ziemi o 2°C w porównaniu z epoką przedprzemysłową – który odnotowano już w lutym 2020 r. – wyprowadzi trzy czwarte lasów tropikalnych poza próg 32°C, a z każdym dodatkowym stopniem następuje wydalenie 100 miliardów ton CO2, co stanowi ponad 280 lat rocznych, przemysłowych emisji dwutlenku węgla Wielkiej Brytanii.
Drzewa tropikalnych lasów deszczowych są dużo mniej odporne na wzrost temperatur, niż sądzono
Dowody uzyskane podczas dochodzenia badawczego o zasięgu globalnym wykazały, że w tropikach długość życia roślin drzewiastych spada powyżej 25°C. Zespół uczonych pod kierownictwem dr. Giuliano Locosselliego z Instytutu Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu w São Paulo przez cztery lata analizował dane ze słojów ponad 100 000 drzew z całego świata. Próbki należały do 400 różnych gatunków, a pobrano je w 3 000 miejsc.
Regiony tropikalne Ziemi ocieplają się gwałtownie. Przyspieszająca śmiertelność drzew w lasach Amazonii, Pantanalu i Atlantyku wywiera już negatywny wpływ na siedliska zwierząt, jakość powietrza i proces sekwestracji węgla. Chociaż lasy deszczowe pokrywają zaledwie 7% lądu, są domem dla blisko 50% wszystkich gatunków zwierzęcych i roślinnych. Co więcej, magazynują one aż 50% leśnych zasobów ziemskiego węgla. Niewielkie zmiany w funkcjonowaniu tych ekosystemów podniosą poziom koncentracji CO2 w atmosferze. Tropiki mogą być bardziej wrażliwe na wzrost temperatur, niż sądzono dotychczas. W wyniku globalnego ocieplenia spodziewamy się, że w tamtejszych lasach drzewa będą żyć krócej. – przyznał dr Roel Brienen ze szkoły Doktorskiej Uniwersytetu Leeds, współautor badania opublikowanego 29 grudnia 2020 r. w Proceedings of the National Academy of Sciences. Dr Locosselli przyznał, że scenariusz jest ponury.
Katastrofalne skutki degradacji Amazonii
Przegląd ponad 33 000 akrów lasu deszczowego ujawnił, że zdegradowane przez cywilizację przemysłową połacie Amazonii są nie tylko o wiele bardziej gorące, suche i łatwopalne niż obszary nienaruszone, lecz także magazynują dużo mniej węgla. W podsumowaniu badania zamieszczonego 30 czerwca 2020 r. w JGR Biogeosciences autorzy podali, że uszkodzona Amazonia była o 5°C cieplejsza, sekwestrowała 34% mniej węgla, a między jej roślinnością i atmosferą cyrkulowało 35% mniej wody. Przyglądając się obszarom w Brazylii (Belterra, Paragominas, Feliz Natal i Tanguro) i Gujanie Francuskiej (Paracou), uczeni dowiedzieli się również, że w okresach intensywnej suszy nienaruszone lasy amazońskie zaczynają zachowywać się tak, jak zdegradowane – zmniejszają obieg wody i magazynują mniej dwutlenku węgla. W pewnym momencie [całemu] systemowi zabraknie wody, bo warunki klimatyczne są ważniejsze od struktury lasu. – wyjaśnił Marcos Longo, badacz obiegu węgla i ekosystemów w Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA i główny autor pracy badawczej. Odkryć dokonano dzięki trójwymiarowym skanom lasów za pomocą systemu laserowego lidar oraz analizie naziemnej identyfikującej gatunki drzew.
Rekordowa degradacja brazylijskiej Amazonii przyspiesza i prowadzi las deszczowy ku katastrofie. Analiza danych satelitarnych z okresu 1991–2014 ujawniła, iż zjawisko znacznie wyprzedza deforestację i jej skutki. Jest ono napędzane przez wzrost selektywnego pozyskiwania drewna, pożary podszycia, obrzeża lasów i fragmentację. Degradacja zwiększa emisje gazów cieplarnianych i utratę różnorodności biologicznej; sprzyja też wybuchom chorób zakaźnych, ponieważ przemieszczająca się dzika przyroda wchodzi coraz częściej w kontakt z ludźmi. Wyniki badania zostały przedstawione 11 września 2020 r. w Science.
Niektóre lasy brazylijskie od lat emitują więcej CO2, niż magazynują
Naukowcy związani z kilkoma instytucjami w Brazylii potwierdzili, że poddane obserwacjom lasy położone poza Amazonią są już źródłami węgla netto. W artykule zamieszczonym 18 grudnia 2020 r. w Science Advances zespół opisał swoje 33-letnie obserwacje lasów liściastych, pół-liściastych i wiecznie zielonych w brazylijskim stanie Minas Gerais.
Klimatolodzy przewidywali, że niektóre lasy brazylijskie – z deszczowymi włącznie – niebawem przestaną być pochłaniaczami dwutlenku węgla netto. Przyczyną miały być rosnące temperatury i postępująca degradacja, za którą odpowiada cywilizacja przemysłowa. Ażeby sprawdzić trafność tego ostrzeżenia, w latach 1987–2020 badacze dokonywali systematycznych pomiarów sekwestracji i emisji dwutlenku węgla w 32 lasach zlokalizowanych w Minas Gerais. Okazało się, że w 2020 r. absorpcja dwutlenku węgla była o 2,6% mniejsza niż w 1987 r. W tym samym okresie obszar uwolnił o 3,4% więcej CO2, niż zmagazynował. Punkt krytyczny został przekroczony w 2013 r.
Cywilizacja przemysłowa zniszczyła dwie trzecie lasów tropikalnych
Tropiki – największy żyjący rezerwuar węgla – przestają pełnić niezastąpioną funkcję naturalnego buforu bezpieczeństwa spowalniającego zmianę klimatu. Dane udostępnione 8 marca 2021 r. przez norweską Fundację Lasów Deszczowych ujawniły, że cywilizacja wycięła i zdegradowała około dwóch trzecich pierwotnej powierzchni lasów tropikalnych Ziemi. Deforestacja i przekształcanie obszarów leśnych pod uprawy i wypas zwierząt hodowlanych wytrzebiły i zdegradowały 64% starodrzewu. Ponad połowa zniszczeń odnotowanych po 2002 r. miała miejsce w południowoamerykańskiej Amazonii i lasach z nią graniczących. Im więcej ginie lasów deszczowych, tym bardziej przybiera na sile zaburzenie klimatu, które utrudnia przetrwanie lasom pozostałym. To przerażający cykl. – podsumował swoją analizę Anders Krogh.
Amazonia ociepla Ziemię
Amazonia nie pomaga już w równoważeniu cywilizacyjnych emisji zanieczyszczeń ze spalania paliw kopalnych. Największy las deszczowy potęguje ocieplenie Ziemi, o czym doniosło 11 marca 2021 r. czasopismo Frontiers in Forests and Global Change.
Od lat było wiadomo, że wzrost temperatur, susze i wylesianie zmniejszą zdolność Amazonii do pochłaniania dwutlenku węgla z atmosfery. Kilka poddanych recenzji naukowej publikacji poinformowało w ostatnim czasie, iż niektóre części tropikalnego krajobrazu uwalniają więcej węgla, niż magazynują. Wdychanie i wydychanie CO2 to tylko jeden ze sposobów, w jaki ta wilgotna dżungla – najbardziej różnorodne biologicznie miejsce planety – kształtuje globalny klimat. Procesy naturalne i działania cywilizacji bezpośrednio ogrzewają powietrze lub uwalniają inne gazy cieplarniane.
Osuszanie torfowisk i zagęszczanie gleb spowodowane wycinką drzew zwiększa emisje podtlenku azotu. Wypalanie terenów wprowadza do atmosfery czarny węgiel (cząstki sadzy absorbujące promienie słoneczne). Deforestacja zmienia wzorce opadów, co wzmaga susze. Budowanie zapór i tworzenie sztucznych zbiorników wodnych jest źródłem zanieczyszczenia metanem, podobnie jak hodowla bydła, jeden z głównych powodów niszczenia lasów. Amazońskie drzewa odpowiadają za 3,5% naturalnych emisji metanu.
Dopiero teraz 30 ekspertów oszacowało skumulowany wpływ tych procesów na raptownie przeobrażany i przeobrażający się region. Autorzy obliczyli, że kombinacja wszystkich źródeł ocieplenia w znacznym stopniu osłabiła naturalny efekt chłodzenia. Wylesianie ogranicza pobór CO2; to oczywiście duży problem. – powiedział kierownik zespołu Kristofer Covey, profesor nauk o środowisku w nowojorskim Skidmore College. Lecz kiedy przyglądasz się pozostałym czynnikom, staje się oczywiste, że Amazonia jako całość ociepla klimat.
W ciągu minionej dekady brazylijska Amazonia wprowadziła do atmosfery 20% więcej dwutlenku węgla, niż zmagazynowała. Największy las tropikalny świata nie tylko przestał pełnić rolę pochłaniacza cywilizacyjnych zanieczyszczeń węglowych, ale zamienił się w źródło CO2, które potęguje nagłą zmianę klimatu. W swoim raporcie uczeni poinformowali, że od 2010 do 2019 r. brazylijskie dorzecze Amazonki wyemitowało 16,6 miliarda ton dwutlenku węgla, absorbując zaledwie 13,9 miliarda ton. [29 kwietnia 2021 r., Nature Climate Change]
Lasy położone w obrębie co najmniej 10 obiektów światowego dziedzictwa UNESCO stały się od przełomu tysiąclecia źródłami węgla netto. Zjawisko jest rezultatem pożarów, wylesiania i globalnego ocieplenia. Park Narodowy Yosemite w USA, Park Narodowy Gór Błękitnych w Australii i tropikalne lasy deszczowe Sumatry w Indonezji, są jednymi z miejsc, które od 2001 r. wyemitowały więcej dwutlenku węgla, niż pochłonęły. Raport Światowego Instytutu Zasobów (WRI), Międzynarodowej Unii Ochrony Przyrody (IUCN) i UNESCO ostrzega, że to spotka inne obszary chronione. [The Guardian, 27 października 2021 r.]
Więcej o pozostałych planetarnych pochłaniaczach węgla tutaj i tutaj.
Jeśli jest Pani/Pan subskrybentem/stałym czytelnikiem bloga i uznaje moją pracę za wartościową i zasługującą na symboliczne wsparcie, proszę rozważyć możliwość zostania moim Patronem już za 5 zł miesięcznie. Dziękuję.
Tłum. exignorant
Blog exignoranta 