Lasy – pochłaniacze i źródła dwutlenku węgla

Ten materiał prezentujemy w ramach współpracy z Patronite.pl. Jacek Baraniak jest założycielem grupy Antropogeniczne Zmiany Klimatu i środowiska naturalnego, oraz twórcą blog klimatziemi.pl, popularyzator wiedzę o zmianach klimatu. Możesz wspierać autora bezpośrednio na jego profilu na Patronite.

Nate G. McDowell, z Krajowego Laboratorium Północno-Zachodniego Pacyfiku w Richland w stanie Waszyngton, wraz ze swoimi współpracownikami, przedstawił procesy dynamiczne gatunków drzew w korelacji z zaburzonymi przepływami dwutlenku węgla oraz pary wodnej w ekosystemach leśnych.

Dynamika lasu to procesy odnowienia, wzrostu, śmierci i strat gatunków drzew wchodzących w skład zbiorowiska leśnego. Procesy te są jednak napędzane zaburzeniami, zarówno naturalnymi, jak i antropogenicznymi.

Naukowcy dokonali tutaj przeglądu ostatnich postępów w zrozumieniu czynników napędzających dynamikę lasów oraz ich interakcji i zmian w kontekście globalnej zmiany klimatu. Autorzy pokazali, że zmiany te mają już miejsce. Wysnuli wnioski w procesie badawczym, że w skali globalnej ubywa starszych lasów (starodrzewi), a przybywa młodocianych. Ma to związek, zarówno z nadmierną działalnością gospodarczą (wycinka, wypalanie lasów), jak i również z wyraźnym wpływem ocieplenia klimatu (fale upałów, susze, pożary, nawałnice, nasilone gradacje owadów, patogenów).

Badania teledetekcyjne wyraźnie wskazują, że od co najmniej dwóch dekad, lasy pochłaniają coraz słabiej dwutlenek węgla. Ma to też związek nie tylko ze wzrostem temperatury w atmosferze, ale i również z deficytem ciśnienia pary wodnej (VPD – Vapour Pressure Deficit).

W panelu skrajnie lewym dojrzały ekosystem reaguje przede wszystkim na miejscową śmiertelność, a głównymi czynnikami są zmienne, takie jak CO2, temperatura i deficyt ciśnienia pary wodnej (VPD – Vapour Pressure Deficit). W następnym panelu lewym system zostaje zakłócony przez pożar, pojawienie się owadów lub inne perturbacje na dużą skalę, które usuwają większość drzew ponadpiętrowych, a gatunki przystosowane do szybkiego odnowienia po zakłóceniach odrastają. W trzecim panelu prawym odnowienie i wzrost dominują w procesach demograficznych, przy czym śmiertelność wzrasta z czasem, ponieważ konkurencja prowadzi do samoprzerzedzania. W ostatnim panelu skrajnie prawym dojrzały ekosystem jest zdominowany przez gatunki, które zastąpiły pierwotną społeczność w odpowiedzi na chroniczne zmiany środowiskowe, co prowadzi do powstania nowego ekosystemu.

Brytyjski geograf ds. ekosystemów Thomas Pugh z Uniwersytetu w Birmingham, wraz ze swoimi współpracownikami, odkrył, że nie tylko dojrzałe lasy w średnim wieku produkcyjnym są jednymi z największych pochłaniaczy węgla, ale jak się okazuje, także odrastające lasy odgrywają w tym główną rolę po zaburzeniach naturalnych, takich jak np. pożary, nawałnice czy też po zaburzeniach antropogenicznych, takich jak np. wycinka drzew.

Naukowcy swoje wyniki badań oszacowali w globalnej bazie danych wieku lasów (GFAD – Global Forest Age Database) w ramach unijnoeuropejskiego projektu GEOCARBON (Operacyjnego globalnego systemu obserwacji dwutlenku węgla), w którym został uwzględniony rozkład wieku drzewostanów w 10-letnich przedziałach wiekowych, obliczony do 140 lat, od roku bazowego 2010 na siatce 0,5° w zinwentaryzowanych lasach obejmujących głównie większość regionów umiarkowanych i borealnych.

Na podstawie GFAD naukowcy obliczyli, że łączna powierzchnia starodrzewu w 2010 r. wynosiła 16,5 mln km 2, a drzewostany w stanie odrośnięcia stanowiły 26,3 mln km 2. Drzewostany odrostowe są głównie skoncentrowane w północnych regionach pozatropikalnych, gdzie zdecydowana większość z nich należy do tej kategorii, podczas gdy stare drzewostany są skoncentrowane w regionach tropikalnych lasów deszczowych.

Jednak Pugh ze swoim zespołem naukowym podkreślił istotną rzecz. Mianowicie, że pod względem obszarowym całkowity wskaźnik pochłaniania węgla jest najwyższy w dojrzałych drzewostanach klimatu umiarkowanego: liściastych, wiecznie zielonych iglastych oraz mieszanych. Dotyczy to również starszych lasów odrostowych.

Obecnie lasy tropikalne są mniejszym pochłaniaczem węgla niż silnie odrostowe i naturalne ze średnich i borealnych szerokości geograficznych, ale gdy będą w przyszłości coraz mniej zaburzane przez działalność ludzką czy zmiany klimatu, to też mogą stać się tak samo silnym pochłaniaczem węgla.

W swojej pracy zespołowej Nancy L. Harris, będąca kierownikiem ds. badań Nadzoru Globalnych Lasów (GFW – Global Forest Watch), stwierdziła, że w latach 2001-2019 lasy na świecie pochłonęły już około dwa razy więcej dwutlenku węgla niż go wyemitowały. Reasumując, lasy zaabsorbowały netto 7,6 miliarda ton metrycznych CO2 rocznie, czyli 1,5 razy więcej dwutlenku węgla niż populacja Stanów Zjednoczonych emituje rocznie.

Poddając analizie najważniejsze lasy tropikalne w Ameryce Południowej, Afryce i Azji południowo-wschodniej, Harris, w serwisie Instytutu Zasobów Świata (WRI – World Resources Instittute), zaznaczyła, że są one najbardziej narażone by stać się znaczącymi źródłami netto dwutlenku węgla. Napisała w nim następująco:

W ciągu ostatnich 20 lat lasy w Azji Południowo-Wschodniej łącznie stały się źródłem netto emisji dwutlenku węgla z powodu wycinania pod plantacje, niekontrolowanych pożarów i osuszania gleb torfowych.

Dorzecze Amazonki, które rozciąga się na dziewięć krajów Ameryki Południowej, nadal jest pochłaniaczem dwutlenku węgla netto, ale balansuje na krawędzi, aby stać się źródłem netto, jeśli utrata lasów będzie się utrzymywać w obecnym tempie. Dorzecze Amazonki doświadczyło wzmożonego wylesiania w ciągu ostatnich czterech lat w celu utworzenia rozległych pastwisk dla bydła oraz doznało degradacji spowodowanej wielkoskalowymi pożarami.

Spośród trzech największych lasów tropikalnych na świecie, tylko Kongo ma wystarczająco dużo zwartych lasów, aby pozostać silnym pochłaniaczem dwutlenku węgla netto. Tropikalny las deszczowy Konga pochłania 600 milionów ton metrycznych więcej dwutlenku węgla rocznie niż emituje, co odpowiada około 1/3 emisji CO2 z całego transportu w USA.

—

Referencje:

1. McDowell N. G. et al., 2020 ; Pervasive shifts in forest dynamics in a changing world ; Science ; https://www.science.org/doi/10.1126/science.aaz9463
2. DOE/Pacific Northwest National Laboratory, 2020 ; Global environmental changes leading to shorter, younger trees ; Science Daily ; https://www.sciencedaily.com/releases/2020/05/200528161052.htm
3. Pugh T. A. M. et al., 2019 ; Role of forest regrowth in global carbon sink dynamics ; Proceedings of the National Academy of Sciences ; https://www.pnas.org/content/116/10/4382
4. Harris N. L. et al., 2021 ; Global maps of twenty-first century forest carbon fluxes ; Nature Climate Change ; https://www.nature.com/articles/s41558-020-00976-6
5. Harris N. L. & Gibbs D., 2021 ; Forests Absorb Twice As Much Carbon As They Emit Each Year ; World Resources Institute ; https://www.wri.org/insights/forests-absorb-twice-much-carbon-they-emit-each-year

Ten materiał prezentujemy w ramach współpracy z Patronite.pl. Jacek Baraniak jest założycielem grupy Antropogeniczne Zmiany Klimatu i środowiska naturalnego, oraz twórcą blog klimatziemi.pl, popularyzator wiedzę o zmianach klimatu. Możesz wspierać autora bezpośrednio na jego profilu na Patronite.