Hvorfor trær ikke er nok til å kompensere for samfunnets karbonutslipp
En tropisk regnskog i Sør-Amerika.
Shutterstock / BorneoRimbawan

En morgen i 2009 satt jeg på en knirkende buss som svingte seg opp en fjellside sentralt i Costa Rica, lett i hodet fra dieselgasser da jeg grep tak i de mange koffertene mine. De inneholdt tusenvis av prøverør og prøveflasker, en tannbørste, en vanntett notatbok og to skift av klær.

Jeg var på vei til La Selva biologiske stasjon, hvor jeg skulle tilbringe flere måneder på å studere den våte regnskogen som svar på stadig mer vanlige tørker. På hver side av den smale motorveien blødde trær i tåken som akvareller til papir, og ga inntrykk av en uendelig urskog badet i skyer.

Da jeg så ut av vinduet på det imponerende landskapet, lurte jeg på hvordan jeg noen gang kunne håpe å forstå et landskap som er så komplekst. Jeg visste at tusenvis av forskere over hele verden sliter med de samme spørsmålene og prøver å forstå skjebnen til tropiske skoger i en verden i rask endring. Vårt samfunn spør så mye av disse skjøre økosystemene, som kontrollerer tilgjengeligheten av ferskvann for millioner av mennesker og er hjem til to tredjedeler av planetens terrestriske biologiske mangfold. Og i økende grad har vi satt et nytt krav til disse skogene - for å redde oss fra menneskeskapte klimaendringer.

Absorberer planter CO? fra atmosfæren, forvandler den til blader, tre og røtter. Dette hverdagsmiraklet har ansporet håper at planter – spesielt raskt voksende tropiske trær – kan fungere som en naturlig bremse på klimaendringer, og fange mye av CO? slippes ut ved forbrenning av fossilt brensel. Over hele verden har regjeringer, selskaper og veldedige organisasjoner for bevaring lovet å bevare eller plante massive antall trær


innerself abonnere grafikk


Men faktum er at det ikke er nok trær til å oppveie samfunnets karbonutslipp - og det vil det aldri være. Jeg har nylig gjennomført en anmeldelse av den tilgjengelige vitenskapelige litteraturen for å vurdere hvor mye karbonskog som mulig kan absorbere. Hvis vi absolutt maksimerte mengden vegetasjon alt land på jorden kunne inneholde, ville vi binde nok karbon til å kompensere for ti år med klimagassutslipp til dagens priser. Etter det kunne det være ikke lenger økning i karbonfangst.

Likevel er skjebnen til vår art uløselig knyttet til skogens og skogens overlevelse biologisk mangfold de inneholder. Ved å skynde oss å plante millioner av trær for karbonfangst, kan vi utilsiktet skade selve skogegenskapene som gjør dem så viktige for vår velvære? For å svare på dette spørsmålet, må vi vurdere ikke bare hvordan planter absorberer CO?, men også hvordan de gir det solide grønne grunnlaget for økosystemer på land.

Hvordan planter bekjemper klimaendringene

Planter omdanner CO? gass ​​til enkle sukkerarter i en prosess kjent som fotosyntese. Disse sukkerene blir deretter brukt til å bygge plantens levende kropper. Hvis det fangede karbonet havner i tre, kan det låses vekk fra atmosfæren i mange tiår. Når planter dør, forfaller vevet og blir innlemmet i jorden.

Mens denne prosessen naturlig frigjør CO? gjennom respirasjon (eller pust) av mikrober som bryter ned døde organismer, kan en brøkdel av plantekarbon forbli under jorden i flere tiår eller til og med århundrer. Sammen holder landplanter og jord rundt 2,500 XNUMX gigaton karbon - omtrent tre ganger mer enn det som holdes i atmosfæren.

Fordi planter (spesielt trær) er så utmerkede naturlige lagerhus for karbon, er det fornuftig at økende overflod av planter over hele verden kan trekke ned atmosfærisk CO? konsentrasjoner.

Planter trenger fire grunnleggende ingredienser for å vokse: lys, CO?, vann og næringsstoffer (som nitrogen og fosfor, de samme elementene som finnes i plantegjødsel). Tusenvis av forskere over hele verden studerer hvordan planteveksten varierer i forhold til disse fire ingrediensene, for å forutsi hvordan vegetasjonen vil reagere på klimaendringer.

Dette er en overraskende utfordrende oppgave, gitt at mennesker samtidig modifiserer så mange aspekter av det naturlige miljøet ved å varme opp kloden, endre nedbørsmønstre, hugge store skogstykker i små fragmenter og introdusere fremmede arter der de ikke hører hjemme. Det er også over 350,000 arter av blomstrende planter på land, og hver og en reagerer på miljøutfordringer på unike måter.

På grunn av de kompliserte måtene mennesker er på forandre planeten, det er mye vitenskapelig debatt om den presise mengden karbon som planter kan absorbere fra atmosfæren. Men forskere er enstemmige enige om at landøkosystemer har en begrenset kapasitet til å ta opp karbon.

hvorfor trær ikke er nok til å kompensere for samfunnets karbonutslippHvor karbon lagres i en typisk temperert skog i Storbritannia. Storbritannias skogforskning, CC BY

Hvis vi sørger for at trærne har nok vann å drikke, vil skogene vokse seg høye og frodige, og skape skyggefulle baldakiner som sulter mindre trær av lys. Hvis vi øker konsentrasjonen av CO? i luften vil plantene ivrig absorbere det – helt til de ikke lenger kan trekke ut nok gjødsel fra jorden til å dekke deres behov. Akkurat som en baker som lager en kake, krever planter CO?, nitrogen og fosfor i spesielle forhold, etter en bestemt oppskrift for livet.

Som en anerkjennelse av disse grunnleggende begrensningene, anslår forskere at jordens økosystemer kan inneholde nok vegetasjon til å absorbere mellom 40 og 100 gigatonn karbon fra atmosfæren. Når denne ekstra veksten er oppnådd (en prosess som vil ta flere tiår), er det ingen kapasitet for ytterligere lagring av karbon på land.

Men samfunnet vårt heller for tiden CO? inn i atmosfæren kl en sats på ti gigatonn karbon i året. Naturlige prosesser vil slite med å holde tritt med oversvømmelsen av klimagasser generert av den globale økonomien. For eksempel beregnet jeg at en enkeltpassasjer på en tur / retur-flyvning fra Melbourne til New York City vil avgi omtrent dobbelt så mye karbon (1600 kg C) som finnes i et eik treet en halv meter i diameter (750 kg C).

Fare og løfte

Til tross for alle disse velkjente fysiske begrensningene for plantevekst, er det et økende antall store anstrengelser for å øke vegetasjonsdekket for å redusere klimatilfellet - en såkalt ”naturbasert” klimaløsning. De enorme flertall av disse innsats fokus på å beskytte eller utvide skog, da trær inneholder mange ganger mer biomasse enn busker eller gress, og derfor representerer større karbonfangstpotensial.

Likevel kan grunnleggende misforståelser om karbonfangst av landøkosystemer ha ødeleggende konsekvenser, noe som resulterer i tap av biologisk mangfold og en økning i CO? konsentrasjoner. Dette virker som et paradoks – hvordan kan det å plante trær negativ innvirkning miljøet?

Svaret ligger i de subtile kompleksitetene av karbonfangst i naturlige økosystemer. For å unngå miljøskader, må vi avstå fra å etablere skoger der de naturlig ikke hører hjemme, unngå “perverse insentiver” for å kutte eksisterende skog for å plante nye trær, og vurdere hvordan frøplanter plantet i dag kan komme de neste tiårene.

Før vi foretar en utvidelse av skogens habitat, må vi sørge for at trær blir plantet på rett sted fordi ikke alle økosystemer på land kan eller bør støtte trær. Å plante trær i økosystemer som normalt domineres av andre typer vegetasjon mislykkes ofte for å resultere i langsiktig karbonbinding.

Et spesielt illustrerende eksempel kommer fra skotsk torvmyr - store landområder der den lavtliggende vegetasjonen (for det meste moser og gress) vokser i stadig fuktig, fuktig bakke. Fordi nedbrytningen er veldig langsom i den sure og vannrike jorda, akkumuleres døde planter over veldig lange perioder og skaper torv. Det er ikke bare vegetasjonen som er bevart: torvmyrer mumifiserer også såkalte “myrlegemer”- de nesten intakte restene av menn og kvinner som døde for årtusener siden. Faktisk inneholder britiske torvmarker 20 ganger mer karbon enn funnet i landets skoger.

Men på slutten av 20-tallet ble noen skotske myrer drenert for treplanting. Tørking av jorda gjorde at treplanter kunne etablere seg, men førte også til at torvets forråtnelse ble raskere. Økolog Nina Friggens og kollegene hennes ved University of Exeter anslått at nedbrytningen av tørking av torv frigjorde mer karbon enn de voksende trærne kunne absorbere. Det er klart at torvmarker kan ivareta klimaet best når de overlates til seg selv.

Det samme gjelder gressletter og savanner, hvor branner er en naturlig del av landskapet og ofte brenn trær som er plantet der de ikke hører hjemme. Dette prinsippet gjelder også for Arktiske tundraer, der den opprinnelige vegetasjonen er dekket av snø hele vinteren, og reflekterer lys og varme tilbake til verdensrommet. Å plante høye, mørkbladede trær i disse områdene kan øke opptaket av varmeenergi og føre til lokal oppvarming.

Men selv å plante trær i skogsmiljøer kan føre til negative miljøutfall. Fra både karbonbinding og biologisk mangfold er alle skogene ikke like - naturlig etablerte skoger inneholder flere arter av planter og dyr enn plantasjeskog. De har ofte mer karbon også. Men politikk rettet mot å fremme treplanting kan utilsiktet stimulere avskoging av veletablerte naturlige habitater.

Et nylig høyt profilert eksempel gjelder den meksikanske myndighetens Sembrando Vida programmet, som gir direkte utbetalinger til grunneiere for å plante trær. Problemet? Mange grunneiere på landsbygda hugger godt etablert eldre skog for å plante frøplanter. Denne beslutningen, selv om den er ganske fornuftig fra et økonomisk synspunkt, har resultert i tap av titusenvis av hektar moden skog.

Dette eksemplet demonstrerer risikoen for et lite fokus på trær som karbonabsorpsjonsmaskiner. Mange velmenende organisasjoner søker å plante trærne som vokser raskest, da dette teoretisk sett betyr en høyere andel CO? "nedtrekk" fra atmosfæren.

Men fra et klimaperspektiv er det som betyr noe ikke hvor raskt et tre kan vokse, men hvor mye karbon det inneholder ved modning, og hvor lenge det karbonet befinner seg i økosystemet. Når en skog eldes, når den det økologer kaller en "steady state" - dette er når mengden karbon som absorberes av trærne hvert år er perfekt balansert av CO? utgitt gjennom puste av plantene seg selv og billioner av dekomponerende mikrober under jorden.

Dette fenomenet har ført til en feilaktig oppfatning av at gamle skoger ikke er nyttige for klimademping fordi de ikke lenger vokser raskt og binder ytterligere CO?. Den feilaktige "løsningen" på problemet er å prioritere treplanting foran bevaring av allerede etablerte skoger. Dette er analogt med å tømme et badekar slik at kranen kan slås på fullt ut: vannstrømmen fra kranen er større enn den var før – men den totale kapasiteten til badekaret har ikke endret seg. Voksne skoger er som badekar fulle av karbon. De gir et viktig bidrag til den store, men begrensede, mengden karbon som kan låses bort på land, og det er lite å hente ved å forstyrre dem.

Hva med situasjoner der raskt voksende skog kappes noen tiår og plantes på nytt, med ekstrahert tre som brukes til andre klimakampingsformål? Selv om høstet tre kan være en veldig god karbonbutikk hvis det havner i langlivede produkter (som hus eller andre bygninger), er overraskende lite tømmer brukt på denne måten.

Tilsvarende kan forbrenning av tre som kilde til biodrivstoff ha en positiv klimaeffekt hvis dette reduserer det totale forbruket av fossilt brensel. Men skog som forvaltes som biodrivstoffplantasjer, gir lite beskyttelse for biologisk mangfold og litt forskning spørsmål fordelene med biodrivstoff for klimaet i utgangspunktet.

Gjødsle en hel skog

Vitenskapelige estimater av karbonfangst i økosystemer i land avhenger av hvordan disse systemene reagerer på de økende utfordringene de vil møte de neste tiårene. Alle skoger på jorden - til og med den mest uberørte - er sårbare for oppvarming, endringer i nedbør, stadig mer alvorlige skogbranner og forurensninger som driver gjennom jordens atmosfæriske strømmer.

Noen av disse forurensningene inneholder imidlertid mye nitrogen (plantegjødsel) som potensielt kan gi den globale skogen et vekstløft. Ved å produsere store mengder landbrukskjemikalier og forbrenne fossile brensler, har mennesker massivt økt mengden “reaktivt” nitrogen tilgjengelig for plantebruk. Noe av dette nitrogenet er oppløst i regnvann og når skogbunnen, der det kan stimulere trevekst i noen områder.

Som en ung forsker som var fersk på grunnskolen, lurte jeg på om en type understudert økosystem, kjent som sesongtørr tropisk skog, kan være spesielt lydhør overfor denne effekten. Det var bare en måte å finne ut av: Jeg trenger å gjødsle en hel skog.

Jobber med min postdoktorrådgiver, økologen Jennifer Powers, og ekspert botaniker Daniel Pérez Avilez, skisserte jeg et område i skogen omtrent like stort som to fotballbaner og delte det i 16 tomter, som ble tilfeldig tildelt forskjellige gjødselbehandlinger. I de neste tre årene (2015-2017) ble tomtene blant de mest intensivt studerte skogfragmentene på jorden. Vi målte veksten til hver enkelt trestamme med spesialiserte, håndbygde instrumenter kalt dendrometre.

Vi brukte kurver for å fange de døde bladene som falt fra trærne og installerte nettingposer i bakken for å spore veksten av røtter, som omhyggelig ble vasket fri for jord og veid. Det mest utfordrende aspektet ved eksperimentet var påføring av gjødsel i seg selv, som fant sted tre ganger i året. I regnjakker og beskyttelsesbriller for å beskytte huden vår mot de kaustiske kjemikaliene, trakk vi bakmonterte sprøyter inn i den tette skogen, og sørget for at kjemikaliene ble jevnt påført skogbunnen mens vi svettet under gummikåpene.

Dessverre ga ikke utstyret vårt noen beskyttelse mot sinte veps, hvis reir ofte ble skjult i overhengende grener. Men vår innsats var verdt det. Etter tre år kunne vi beregne alle bladene, treet og røttene som ble produsert i hvert tomt og vurdere karbon fanget i løpet av studietiden. Vi funnet at de fleste trær i skogen ikke hadde nytte av gjødsel - i stedet var veksten sterkt knyttet til mengden nedbør i et gitt år.

Dette antyder at nitrogenforurensning ikke vil øke treveksten i disse skogene så lenge tørken fortsetter intensivere. For å gjøre det samme forutsigelsen for andre skogtyper (våtere eller tørrere, yngre eller eldre, varmere eller kjøligere) må slike studier gjentas og legge til kunnskapsbiblioteket som er utviklet gjennom lignende eksperimenter gjennom flere tiår. Likevel er forskere i et løp mot tiden. Eksperimenter som dette er langsomme, møysommelige, noen ganger tilbakeslag, og mennesker forandrer planets ansikt raskere enn det vitenskapelige samfunnet kan svare på.

Mennesker trenger sunne skoger

Støtte for naturlige økosystemer er et viktig verktøy i arsenalet av strategier vi trenger for å bekjempe klimaendringene. Men landøkosystemer vil aldri kunne absorbere mengden karbon som frigjøres ved forbrenning av fossilt brensel. Snarere enn å bli lullet til falsk selvtilfredshet av treplantingsordninger, må vi kutte utslippene ved kilden og søke etter flere strategier for å fjerne karbonet som allerede har akkumulert i atmosfæren.

Betyr dette at dagens kampanjer for å beskytte og utvide skog er en dårlig idé? Ettertrykkelig ikke. Beskyttelse og utvidelse av naturlige habitater, spesielt skoger, er helt avgjørende for å sikre helsen til planeten vår. Skog i tempererte og tropiske soner inneholder åtte av ti arter på land, men de er i økende trussel. Nesten halv av planetens beboelige land er viet til jordbruk, og skogrydding for dyrket mark eller beite fortsetter raskt.

I mellomtiden intensiverer det atmosfæriske kaos forårsaket av klimaendringer skogbrann, forverrer tørke og oppvarmer systematisk planeten, og utgjør en eskalerende trussel mot skog og dyrelivet de støtter. Hva betyr det for arten vår? Igjen og igjen har forskere demonstrert sterke lenker mellom biologisk mangfold og såkalte “økosystemtjenester” - de mange fordelene den naturlige verden gir menneskeheten.

Karbonfangst er bare en økosystemtjeneste på en uoverskuelig lang liste. Biodiverse økosystemer gir et svimlende utvalg av farmasøytisk aktive forbindelser som inspirere etableringen av nye medisiner. De gir matsikkerhet på både måter direkte (tenk på de millioner av mennesker som har hovedkilden til proteiner er villfisk) og indirekte (for eksempel er en stor del av avlingene pollinert av ville dyr).

Naturlige økosystemer og de millioner av arter som bor i dem, inspirerer fortsatt teknologisk utvikling som revolusjonerer det menneskelige samfunnet. Ta for eksempel polymerasekjedereaksjonen (“PCR”) Som lar kriminalitetslaboratorier fange kriminelle og ditt lokale apotek kan tilby en COVID-test. PCR er bare mulig på grunn av et spesielt protein syntetisert av ydmyke bakterier som lever i varme kilder.

Som økolog er jeg bekymret for at et forenklet perspektiv på skogens rolle i klimademping utilsiktet vil føre til deres tilbakegang. Mange treplantingsinnsatser fokuserer på antall plantede frøplanter eller deres opprinnelige veksthastighet – som begge er dårlige indikatorer på skogens ultimate karbonlagringskapasitet og enda dårligere metrikk for biologisk mangfold. Enda viktigere, å se på naturlige økosystemer som "klimaløsninger" gir det misvisende inntrykket at skoger kan fungere som en uendelig absorberende mopp for å rydde opp i den stadig økende flommen av menneskeskapt CO? utslipp.

Heldigvis integrerer mange store organisasjoner som er dedikert til skogutvidelse, økosystemhelse og biologisk mangfold i deres suksessmålinger. For et drøyt år siden besøkte jeg et enormt skogplantingseksperiment på Yucatán-halvøya i Mexico, drevet av Plant-for-the-Planet - en av verdens største treplantingsorganisasjoner. Etter å ha innsett utfordringene som ligger i restaurering av økosystem i stor skala, har Plant-for-the-Planet initiert en serie eksperimenter for å forstå hvordan forskjellige inngrep tidlig i en skogs utvikling kan forbedre treoverlevelsen.

Men det er ikke alt. Ledet av vitenskapsdirektør Leland Werden, vil forskere på nettstedet studere hvordan de samme metodene kan sette i gang gjenoppretting av naturlig biologisk mangfold ved å gi det ideelle miljøet for at frø kan spire og vokse når skogen utvikler seg. Disse eksperimentene vil også hjelpe landforvaltere å bestemme når og hvor planting av trær er til fordel for økosystemet, og hvor skogfornyelse kan forekomme naturlig.

Å se på skoger som reservoarer for biologisk mangfold, snarere enn bare lagre av karbon, kompliserer beslutningstaking og kan kreve endringer i politikk. Jeg er altfor klar over disse utfordringene. Jeg har brukt hele mitt voksne liv på å studere og tenke på karbonkretsløpet, og noen ganger kan jeg heller ikke se skogen for trærne. En morgen for flere år siden satt jeg på regnskogsbunnen i Costa Rica og målte CO? utslipp fra jorda – en relativt tidkrevende og ensom prosess.

Mens jeg ventet på at målingen skulle fullføres, oppdaget jeg en jordbærgift-frosk - et lite, juvellyst dyr på størrelse med tommelen - hoppet opp stammen til et nærliggende tre. Fengslet så jeg henne utvikle seg mot et lite vannbasseng holdt i bladene til en pigg plante, der noen få haletudser svømte idly. Når frosken nådde dette miniatyrakvariet, vibrerte de små tadpoles (hennes barn, som det viste seg) spent, mens moren deres deponerte ubefruktede egg for dem å spise. Som jeg senere lærte, var frosker av denne arten (Oophaga pumilio) ta godt vare på avkommene sine, og mors lange reise ville bli gjentatt hver dag til grodyr utviklet seg til frosker.

Da jeg pakket utstyret mitt for å komme tilbake til laboratoriet, falt det meg inn at tusenvis av slike små dramaer spilte rundt meg parallelt. Skog er så mye mer enn bare karbonforretninger. De er de ukjennelig komplekse grønne nettene som binder skjebnen til millioner av kjente arter, med millioner flere som fortsatt venter på å bli oppdaget. For å overleve og trives i en fremtid med dramatisk global endring, må vi respektere det sammenfiltrede nettet og vår plass i det.

Om forfatteren

Bonnie Waring, Universitetslektor, Grantham Institute - Climate Change and Environment, Imperial College London

Relaterte bøker

Drawdown: Den mest omfattende planen som noen gang har foreslått å reversere global oppvarming

av Paul Hawken og Tom Steyer
9780143130444I møte med utbredt frykt og apati har en internasjonal koalisjon av forskere, fagfolk og forskere kommet sammen for å tilby et sett av realistiske og dristige løsninger på klimaendringer. Et hundre teknikker og praksis er beskrevet her-noen er velkjente; noe du kanskje aldri har hørt om. De spenner fra ren energi til å utdanne jenter i lavinntektsland til landbrukspraksis som trekker karbon ut av luften. Løsningene eksisterer, er økonomisk levedyktige, og samfunn over hele verden for tiden anvender dem med dyktighet og besluttsomhet. Tilgjengelig på Amazon

Utforming av klimaproblemer: En retningslinje for lavkol Energi

av Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Med effekten av klimaendringene som allerede er over oss, er behovet for å kutte globale klimagassutslipp intet mindre enn presserende. Det er en skremmende utfordring, men teknologiene og strategiene for å møte den eksisterer i dag. Et lite sett med energipolitikk, designet og implementert godt, kan sette oss på veien mot en fremtid med lite karbon. Energisystemer er store og komplekse, så energipolitikken må være fokusert og kostnadseffektiv. En-størrelse-passer-alle-tilnærminger vil ganske enkelt ikke få jobben gjort. Politiske beslutningstakere trenger en klar, omfattende ressurs som skisserer energipolitikken som vil ha størst innvirkning på klimafremtiden vår, og beskriver hvordan vi kan utforme disse retningslinjene. Tilgjengelig på Amazon

Dette forandrer alt: kapitalisme vs klimaet

av Naomi Klein
1451697392In Dette endrer alt Naomi Klein hevder at klimaendringer ikke bare er et annet problem, som skal skjenkes nøye mellom skatt og helsevesen. Det er en alarm som kaller oss for å fikse et økonomisk system som allerede mangler oss på mange måter. Klein bygger omhyggelig saken for hvor massivt å redusere utslippene av drivhusgasser er vår beste mulighet til samtidig å redusere ulikheter i ulikhet, omdefinere våre ødelagte demokratier og gjenoppbygge våre slanke lokale økonomier. Hun avslører den ideologiske desperasjonen til klimaendringene, de rasjonelle vrangforestillinger fra de vilde geoengineers og den tragiske nederlaget av for mange grønne grenser. Og hun demonstrerer nettopp hvorfor markedet ikke har - og ikke kan løse klimakrisen, men vil i stedet gjøre ting verre, med stadig mer ekstreme og økologisk skadelige utvinningsmetoder, ledsaget av voldsomme katastrofkapitalisme. Tilgjengelig på Amazon

Fra Utgiver:
Innkjøp på Amazon går for å dekke kostnadene ved å bringe deg InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uten kostnad og uten annonsører som sporer surfevaner. Selv om du klikker på en kobling, men ikke kjøper disse utvalgte produktene, betaler alt annet du kjøper i samme besøk på Amazon oss en liten provisjon. Det er ingen ekstra kostnader for deg, så vær så snill å bidra til innsatsen. Du kan også bruk denne lenken å bruke til Amazon når som helst slik at du kan bidra til å støtte vår innsats.

 

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.