Jednoho rána v roce 2009 jsem seděla ve skřípavém autobuse, který se vinul na úbočí hory ve střední Kostarice, se svěžími dieselovými výpary, když jsem svírala mnoho kufrů. Obsahovaly tisíce zkumavek a lahviček se vzorky, zubní kartáček, vodotěsný notebook a dvě převlečení.
Byla jsem na cestě do biologické stanice La Selva, kde jsem měla několik měsíců studovat reakci mokrého nížinného deštného pralesa na stále častější sucha. Na obou stranách úzké dálnice krvácely stromy do mlhy jako akvarely na papír, což budilo dojem nekonečného pralesu zalitého v oblacích.
Když jsem se dívala z okna na impozantní scenérii, přemýšlela jsem, jak bych mohla doufat, že pochopím tak složitou krajinu. Věděla jsem, že tisíce vědců z celého světa se potýkají se stejnými otázkami a snaží se pochopit osud tropických lesů v rychle se měnícím světě.
Naše společnost si žádá nespočet těchto křehkých ekosystémů, které řídí dostupnost sladké vody pro miliony lidí a jsou domovem dvou třetin suchozemské biologické rozmanitosti planety. A stále více klademe na tyto lesy novou poptávku - aby nás zachránili před změnami klimatu způsobenými lidmi.
Rostliny absorbují CO₂ z atmosféry a přeměňují ji na listy, dřevo a kořeny. Tento každodenní zázrak podnítil naděje, že rostliny - zejména rychle rostoucí tropické stromy - mohou působit jako přirozená brzda pro změnu klimatu a zachycovat většinu CO₂ emitovaného spalováním fosilních paliv. Po celém světě se vlády, společnosti a charitativní organizace zaměřené na ochranu přírody zavázaly k zachování nebo vysazení obrovského množství stromů.
Faktem však je, že není dostatek stromů k vyrovnání emisí uhlíku ve společnosti - a nikdy nebude. Nedávno jsem provedla přehled dostupné vědecké literatury, abych posoudila, kolik uhlíkových lesů by bylo možné absorbovat. Pokud bychom absolutně maximalizovali množství vegetace, které by veškerá země na Zemi mohla pojmout, izolovali bychom dostatek uhlíku, abychom vyrovnali zhruba deset let emisí skleníkových plynů současným tempem. Poté by již nemohlo dojít k dalšímu nárůstu zachycování uhlíku.
Přesto je osud našeho druhu neoddělitelně spjat s přežitím lesů a biologickou rozmanitostí, kterou obsahují. Mohli bychom tak ve spěchu vysadit miliony stromů za účelem zachycování uhlíku, ale nechtěně tak poškodit samotné lesní vlastnosti, díky nimž jsou tak důležité pro náš blahobyt?
Abychom mohli odpovědět na tuto otázku, musíme vzít v úvahu nejen to, jak rostliny absorbují CO₂, ale také to, jak poskytují pevné zelené základy pro ekosystémy na zemi.
Jak rostliny bojují proti změně klimatu
Rostliny přeměňují plynný CO₂ na jednoduché cukry v procesu známém jako fotosyntéza. Tyto cukry se pak používají k budování živých těl rostlin. Pokud zachycený uhlík skončí ve dřevě, může být po mnoho desetiletí uzamčen mimo atmosféru. Jak rostliny umírají, jejich tkáně podléhají rozpadu a jsou začleněny do půdy.
Zatímco tento proces přirozeně uvolňuje CO₂ dýcháním mikrobů, které rozkládají mrtvé organismy, určitá část rostlinného uhlíku může zůstat pod zemí po celá desetiletí nebo dokonce staletí. Společně suchozemské rostliny a půdy pojmou asi 2 500 gigatun uhlíku - asi třikrát více, než je zadržováno v atmosféře.
Protože rostliny (zejména stromy) jsou tak vynikajícím přírodním skladištěm uhlíku, je logické, že zvýšení množství rostlin po celém světě by mohlo snížit koncentrace CO₂ v atmosféře.
Rostliny potřebují k růstu čtyři základní přísady: světlo, CO₂, vodu a živiny (jako dusík a fosfor, stejné prvky přítomné v rostlinných hnojivech). Tisíce vědců z celého světa studují, jak se růst rostlin liší ve vztahu k těmto čtyřem složkám, aby bylo možné předpovědět, jak bude vegetace reagovat na změnu klimatu.
Jedná se o překvapivě náročný úkol, vzhledem k tomu, že lidé současně mění tolik aspektů přírodního prostředí zahříváním zeměkoule, změnou vzorů srážek, rozsekáním velkých ploch lesa na malé fragmenty a zanášením cízích druhů tam, kam nepatří. Na souši je také přes 350 000 druhů kvetoucích rostlin a každá z nich reaguje na výzvy životního prostředí jedinečnými způsoby.
Kvůli komplikovaným způsobům, kterými lidé mění planetu, existuje spousta vědeckých debat o přesném množství uhlíku, které mohou rostliny absorbovat z atmosféry. Vědci se však jednomyslně shodují na tom, že pozemní ekosystémy mají omezenou kapacitu přijímat uhlík.
Pokud zajistíme, aby stromy měly dostatek vody k pití, lesy vyrostou vysoké a bujné, vytvoří stinné baldachýny, které zastíní menší stromy. Pokud zvýšíme koncentraci CO₂ ve vzduchu, rostliny ji budou dychtivě absorbovat - dokud již nebudou moci z půdy extrahovat dostatek hnojiva, aby vyhovovaly jejich potřebám. Stejně jako pekař, který vyrábí dort, i rostliny vyžadují konkrétní poměr CO₂, dusíku a fosforu, a to podle konkrétního receptu na celý život.
Jako uznání těchto základních omezení vědci odhadují, že pozemské ekosystémy Země mohou pojmout dostatek další vegetace, aby absorbovaly 40 až 100 gigatun uhlíku z atmosféry. Jakmile je tohoto dodatečného růstu dosaženo (proces, který bude trvat několik desetiletí), nebude zde žádná kapacita pro další ukládání uhlíku na zemi.
Ale naše společnost v současnosti nalévá CO₂ do atmosféry rychlostí deseti gigatun uhlíku ročně. Přírodní procesy se budou snažit držet krok se záplavou skleníkových plynů generovaných globální ekonomikou.
Například jsem vypočítala, že jeden cestující na zpáteční let z Melbourne do New Yorku vypustí zhruba dvakrát tolik uhlíku (1600 kg C), než kolik obsahuje dub o průměru půl metru (750 kg C).
Nebezpečí a příslib
Navzdory všem těmto dobře známým fyzickým omezením růstu rostlin přibývá řada velkých snah o zvýšení vegetačního pokrytí za účelem zmírnění klimatické nouze - takzvané „přírodní“ řešení klimatu. Drtivá většina těchto snah se zaměřuje na ochranu nebo rozšiřování lesů, protože stromy obsahují mnohonásobně více biomasy než keře nebo trávy, a proto představují větší potenciál zachycování uhlíku.
Zásadní nedorozumění týkající se zachycování uhlíku pozemními ekosystémy však mohou mít zničující důsledky, které mohou mít za následek ztrátu biologické rozmanitosti a zvýšení koncentrací CO₂. To se jeví jako paradox - jak může výsadba stromů negativně ovlivnit životní prostředí?
Odpověď spočívá v jemné složitosti zachycování uhlíku v přírodních ekosystémech. Abychom se vyhnuli škodám na životním prostředí, musíme upustit od zakládání lesů tam, kam přirozeně nepatří, vyhýbat se „zvráceným pobídkám“ ke kácení stávajících lesů za účelem výsadby nových stromů a zvažovat, jak se dnes vysazeným sazenicím bude dařit v příštích několika desetiletích.
Před jakýmkoli rozšířením lesních stanovišť musíme zajistit, aby byly stromy vysazovány na správném místě, protože ne všechny ekosystémy na zemi mohou nebo by měly podporovat stromy. Výsadba stromů v ekosystémech, v nichž obvykle dominují jiné typy vegetace, často nevede k dlouhodobé sekvestraci uhlíku.
NUIK:
Sekvestrace uhlíku je proces, při kterém dochází k ukládání CO2 z atmosféry.
Wiki definice: https://cs.wikipedia.org/wiki/Propad_uhl%C3%ADku Jeden zvláště ilustrativní příklad pochází ze skotských rašelinišť - obrovských pásem půdy, kde nízko položená vegetace (většinou mechy a trávy) roste v neustále mokré a vlhké zemi. Protože v kyselých a podmáčených půdách je rozklad velmi pomalý, hromadí se odumřelé rostliny po velmi dlouhou dobu a vytvářejí rašelinu. Není zachována pouze vegetace: rašeliniště také mumifikují takzvaná „těla bažin“ - téměř neporušené pozůstatky mužů a žen, kteří zemřeli před tisíci lety. Ve skutečnosti obsahují britské rašeliniště 20krát více uhlíku, než se nachází v národních lesích.
Ale na konci 20. století byla některá skotská rašeliniště vypuštěna pro výsadbu stromů. Sušení půdy umožnilo usazování sazenic stromů, ale také způsobilo zrychlení rozpadu rašeliny. Ekoložka Nina Friggensová a její kolegové z univerzity v Exeteru odhadli, že při rozkladu sušící rašeliny se uvolnilo více uhlíku, než kolik mohly rostoucí stromy absorbovat. Je zřejmé, že rašeliniště mohou nejlépe chránit klima, pokud jsou ponechána svým vlastním procesům.
Totéž platí o pastvinách a savanách, kde jsou požáry přirozenou součástí krajiny a často hoří stromy, které jsou vysazovány tam, kam nepatří. Tento princip platí také pro arktické tundry, kde je původní vegetace po celou zimu pokryta sněhem, odrážejícím světlo a teplo zpět do vesmíru. Výsadba vysokých, listnatých stromů v těchto oblastech může zvýšit absorpci tepelné energie a vést k místnímu oteplování.
Ale i výsadba stromů v lesních stanovištích může vést k negativním dopadům na životní prostředí. Z pohledu sekvestrace uhlíku i biologické rozmanitosti nejsou všechny lesy stejné - přirozeně založené lesy obsahují více druhů rostlin a živočichů než plantážní lesy. Často také obsahují více uhlíku. Politiky zaměřené na podporu výsadby stromů však mohou neúmyslně stimulovat odlesňování dobře zavedených přírodních stanovišť.
Nedávný významný příklad se týká programu mexické vlády Sembrando Vida, který poskytuje přímé platby vlastníkům půdy za výsadbu stromů. Problém? Mnoho vlastníků půdy na venkově kácí dobře zavedený starší les, aby zasadilo sazenice. Toto rozhodnutí, i když z ekonomického hlediska docela rozumné, vedlo ke ztrátě desítek tisíc hektarů dospělého lesa.
Tento příklad ukazuje rizika úzkého zaměření na stromy jako stroje na absorpci uhlíku. Mnoho dobře míněných organizací se snaží zasadit stromy, které rostou nejrychleji, protože to teoreticky znamená vyšší míru „odčerpávání“ CO₂ z atmosféry.
Z hlediska klimatu však nezáleží na tom, jak rychle může strom růst, ale na tom, kolik uhlíku obsahuje v dospělosti a jak dlouho se tento uhlík nachází v ekosystému. Jak les stárne, dosáhne toho, co ekologové nazývají „ustáleným stavem“ - to je, když je množství uhlíku absorbovaného stromy každý rok dokonale vyváženo CO₂ uvolněným dýcháním samotných rostlin a biliony rozkládajících se mikrobů v podzemí .
Tento jev vedl k mylnému vnímání, že staré lesy nejsou užitečné pro zmírnění změny klimatu, protože již rychle nerostou a vylučují další CO₂. Zavádějícím „řešením“ problému je upřednostnění výsadby stromů před ochranou již založených lesů. To je analogické s vypouštěním vany, aby bylo možné kohoutek otočit na plný proud: průtok vody z kohoutku je větší, než tomu bylo dříve - ale celková kapacita vany se nezměnila. Zralé lesy jsou jako vany plné uhlíku. Významně přispívají k velkému, ale omezenému množství uhlíku, které lze uzamknout na souši, a jejich narušením lze získat jen málo.
A co situace, kdy se rychle rostoucí lesy každých několik desetiletí kácejí a znovu vysazují, přičemž vytěžené dřevo se používá k jiným účelům boje proti změně klimatu? Zatímco vytěžené dřevo může být velmi dobrým úložištěm uhlíku, pokud končí v produktech s dlouhou životností (jako jsou domy nebo jiné budovy), překvapivě málo dřeva se však používá tímto způsobem.
Podobně může mít spalování dřeva jako zdroje biopaliv pozitivní dopad na klima, pokud to sníží celkovou spotřebu fosilních paliv. Lesy obhospodařované jako plantáže na biopaliva však poskytují jen málo ochrany biologické rozmanitosti a některé výzkumy zpochybňují především výhody biopaliv pro klima.
Hnojení celého lesa
Vědecké odhady zachycování uhlíku v suchozemských ekosystémech závisí na tom, jak tyto systémy reagují na rostoucí výzvy, kterým budou čelit v příštích desetiletích. Všechny lesy na Zemi - i ty nejzachovalejší - jsou citlivé na oteplování, změny srážek, stále silnější požáry a znečišťující látky, které se šíří atmosférickými proudy Země.
Některé z těchto znečišťujících látek však obsahují velké množství dusíku (rostlinné hnojivo), které by potenciálně mohlo globálnímu lesu dát podporu růstu. Produkcí obrovského množství zemědělských chemikálií a spalováním fosilních paliv lidé značně zvýšili množství „reaktivního“ dusíku dostupného pro rostlinné použití. Část tohoto dusíku je rozpuštěna v dešťové vodě a dosahuje lesního dna, kde může stimulovat růst stromů v některých oblastech.
Jako mladý výzkumný pracovník po ukončení postgraduálního studia jsem si položila otázku, zda by na tento účinek mohla reagovat zejména druh nedostatečně studovaného ekosystému, známý jako sezónně suchý tropický les. Byl jediný způsob, jak to zjistit: potřebovala jsem zúrodnit celý les.
Ve spolupráci s mojí postdoktorskou poradkyní, ekoložkou Jennifer Powersovou a odborným botanikem Danielem Pérezem Avilezem, jsem nastínila oblast lesa asi tak velkou jako dvě fotbalová hřiště a rozdělil ji na 16 pozemků, které byly náhodně přiřazeny k různým úpravám hnojení. V následujících třech letech (2015–2017) se pozemky staly jedním z nejintenzivněji studovaných lesních fragmentů na Zemi. Měřili jsme růst každého jednotlivého kmene stromu pomocí specializovaných, ručně vyrobených nástrojů zvaných dendrometry.
Použili jsme koše, abychom zachytili mrtvé listy, které spadly ze stromů, a do země jsme instalovali síťové vaky, abychom sledovali růst kořenů, které byly pečlivě vymyty z půdy a zváženy. Nejnáročnějším aspektem experimentu byla aplikace samotných hnojiv, která probíhala třikrát ročně. Nosili jsme pláštěnky a brýle, abychom chránili naši pokožku před žíravými chemikáliemi, vytáhli jsme do hustého lesa zadní postřikovače a zajistili, aby byly chemikálie rovnoměrně aplikovány na lesní podlahu, zatímco jsme se potili pod gumovými kabáty.
Naše zařízení bohužel neposkytlo žádnou ochranu proti rozzlobeným vosám, jejichž hnízda byla často ukryta v převislých větvích. Naše úsilí však stálo za to. Po třech letech jsme mohli vypočítat všechny listy, dřevo a kořeny vyprodukované na každém pozemku a posoudit uhlík zachycený během studovaného období.
Zjistili jsme, že většině stromů v lese hnojiva neprospěla - místo toho byl růst silně svázán s množstvím srážek v daném roce.
To naznačuje, že znečištění dusíkem nezvýší růst stromů v těchto lesích, dokud se sucha budou stále stupňovat. Aby byla stejná předpověď pro jiné typy lesů (vlhčí nebo suchší, mladší nebo starší, teplejší nebo chladnější), bude nutné tyto studie opakovat a doplnit tak knihovnu znalostí vyvinutou podobnými experimenty v průběhu desetiletí. Přesto jsou vědci v závodě s časem. Experimenty, jako je tento, jsou pomalé, pečlivé, někdy průlomové a lidé mění tvář planety rychleji, než dokáže vědecká komunita reagovat.
Lidé potřebují zdravé lesy
Podpora přírodních ekosystémů je důležitým nástrojem v arzenálu strategií, které budeme v boji proti změně klimatu potřebovat. Pozemní ekosystémy však nikdy nebudou schopny absorbovat množství uhlíku uvolněného spalováním fosilních paliv. Spíše než abychom se uklidňovali falešnými uspokojeními pomocí schémat výsadby stromů, musíme omezit emise u jejich zdroje a hledat další strategie k odstranění uhlíku, který se již nahromadil v atmosféře.
Znamená to, že současné kampaně na ochranu a rozšiřování lesa jsou špatným nápadem? Rozhodně ne. Ochrana a rozšiřování přirozeného prostředí, zejména lesů, je naprosto zásadní pro zajištění zdraví naší planety. Lesy v mírném a tropickém pásmu obsahují osm z každých deseti druhů na souši, přesto jsou stále více ohroženy. Téměř polovina obyvatelné půdy naší planety je věnována zemědělství a kácení lesů pro ornou půdu nebo pastviny pokračuje rychle.
Atmosférický chaos způsobený změnou klimatu mezitím zesiluje požáry, zhoršuje sucha a systematicky zahřívá planetu, což představuje stupňující se hrozbu pro lesy a divokou zvěř, kterou podporují. Co to znamená pro náš druh? Vědci opakovaně prokázali silné vazby mezi biologickou rozmanitostí a takzvanými „ekosystémovými službami“ - množstvím výhod, které lidstvu poskytuje přírodní svět.
Zachycování uhlíku je jen jedna ekosystémová služba na nevyčíslitelně dlouhém seznamu. Biodiverse ekosystémy poskytuje závratnou řadu farmaceuticky aktivních sloučenin, které inspirují tvorbu nových léků. Poskytují potravinové zabezpečení jak přímým způsobem (myslím na miliony lidí, jejichž hlavním zdrojem bílkovin jsou divoké ryby), tak nepřímým (například velká část plodin je opylována divokými zvířaty).
Přírodní ekosystémy a miliony druhů, které je obývají, stále inspirují technologický vývoj, který přináší revoluci v lidské společnosti. Vezměte si například polymerázovou řetězovou reakci („PCR“), která umožňuje laboratořím kriminality chytit zločince a místní lékárně poskytnout test COVID. PCR je možná pouze díky speciálnímu proteinu syntetizovanému pokornými bakteriemi, které žijí v horkých pramenech.
Jako ekolog se obávám, že zjednodušený pohled na roli lesů při zmírňování změny klimatu neúmyslně povede k jejich úbytku. Mnoho snah o výsadbu stromů se zaměřuje na počet vysazených stromků nebo na jejich počáteční rychlost růstu - obojí je špatným ukazatelem konečné kapacity úložiště uhlíku v lese a ještě horší metrikou biologické rozmanitosti. Ještě důležitější je, že prohlížení přírodních ekosystémů jako „řešení podnebí“ vyvolává zavádějící dojem, že lesy mohou fungovat jako nekonečně savý mop k čištění stále rostoucí záplavy emisí CO₂ způsobených člověkem.
Naštěstí mnoho velkých organizací zabývajících se rozšiřováním lesů začleňuje zdraví ekosystémů a biologickou rozmanitost do svých metrik úspěchu. Před něco více než rokem jsem navštívil obrovský experiment zalesňování na poloostrově Yucatán v Mexiku, který provozuje Plant-for-the-Planet - jedna z největších světových organizací na výsadbu stromů. Poté, co si Plant-for-the-Planet uvědomil výzvy spojené s obnovou rozsáhlých ekosystémů, zahájil řadu experimentů, aby pochopil, jak různé zásahy na počátku vývoje lesa mohou zlepšit přežití stromů.
Ale to není vše. Vědci pod vedením vědeckého ředitele Lelanda Werdena budou studovat, jak tyto stejné postupy mohou nastartovat obnovu původní biologické rozmanitosti tím, že vytvoří ideální prostředí pro klíčení a růst semen při vývoji lesa. Tyto experimenty také pomohou správcům půdy rozhodnout, kdy a kde výsadba stromů prospívá ekosystému a kde může přirozeně nastat obnova lesa.
Prohlížení lesů jako rezervoárů biologické rozmanitosti, spíše než pouhé skladiště uhlíku, komplikuje rozhodování a může vyžadovat změny v politice. Jsem si příliš vědoma těchto výzev. Celý svůj dospělý život jsem strávila studiem a přemýšlením o uhlíkovém cyklu a taky někdy nevidím les pro stromy. Jednoho rána před několika lety jsem seděla na zemi deštného pralesa v Kostarice a měřil emise CO₂ z půdy - relativně časově náročný a osamělý proces.
Když jsem čekala na dokončení měření, zahlédla jsem šípkovou žábu - malé, drahokamem jasné zvíře velikosti mého palce - poskakující po kmeni blízkého stromu. Zaujalo mě, jak jsem sledoval její postup směrem k malé kaluži vody, která se držela v listech špičaté rostliny, ve které nečinně plavalo několik pulců. Jakmile žába dosáhla tohoto miniaturního akvária, drobní pulci (jak se ukázalo, její děti) vzrušeně vibrovali, zatímco jejich matka jim ukládala neoplodněná vajíčka, aby je mohli jíst. Jak jsem se později dozvěděl, žáby tohoto druhu (Oophaga pumilio) se velmi pečlivě starají o své potomky a dlouhá cesta matky se bude opakovat každý den, dokud se z pulců nevyvinou žáby.
Když jsem si sbalila vybavení, abych se vrátila do laboratoře, napadlo mě, že kolem mě paralelně hrají tisíce takových malých dramat. Lesy jsou mnohem víc než jen zásoby uhlíku. Jsou to nepoznatelně složité zelené pavučiny, které spojují osudy milionů známých druhů a další miliony stále čekají na objevení. Abychom přežili a prospívali v budoucnosti dramatických globálních změn, budeme muset respektovat tu zamotanu síť života a naše místo v něm.
Jedná se o strojový překlad článku ze serveru TheConversation.com
Autor:
Bonnie Waring (TheConversation Profil)
Datum zveřejnění: 23.4.2021
Pro originální text v angličtině klikněte zde Prohlášení o zveřejnění:
Bonnie Waring je vědecká konzultantka organizací Plant-for-the-Planet a The Carbon Community, charitativní organizace zaměřené na posílení zachycování uhlíku a ochranu biologické rozmanitosti v projektech zalesňování. Získala finanční prostředky na výzkum ke studiu dynamiky uhlíku v ekosystémech ve zkouškách zalesňování prováděných oběma organizacemi.
Comments