Mit: By zwalczyć globalne ocieplenie, wystarczy sadzić więcej drzew

wystarczy sadzić wszędzie drzewa, na każdym nieurodzajnym kawałku ziemi drzewa. rośliny kochają dwutlenek węgla. klimat ciepły nasili wzrost roślin. drzewa spowodują ochłodzenie klimatu poprzez przechwytywanie dwutlenku węgla i kumulowanie wilgoci. (komentarz 1965mario w portalu Wyborcza.pl, pisownia oryginalna).

Ochrona i sadzenie lasów nie skompensują rosnących emisji dwutlenku węgla. Co gorsza, dziś posadzone drzewa za kilka dekad znajdą się w nieodpowiedniej, cieplejszej strefie klimatycznej. Zgromadzony w lasach węgiel wróci do atmosfery – w rezultacie fal upałów, pożarów czy inwazji szkodników.

Lasy

Rysunek 1: Lasy stanowią jeden z najważniejszych rezerwuarów węgla na świecie. Zdjęcie: Welcomia, Dreamstime.com.

Wg Czwartego raportu IPCC ekonomicznie realny potencjał ograniczenia emisji CO2 dzięki gospodarce leśnej wynosi dla całego świata między 1,27 a 4,23 GtCO2 rocznie (dla roku 2030) – to ok. 10 razy mniej, niż rokrocznie emitujemy do atmosfery. Na przeszkodzie „pochłaniania w skali przemysłowej” stoi sama natura lasów.

Po pierwsze tylko lasy zdrowe i „w sile wieku” (liczące sobie 10-80/100 lat) pochłaniają więcej CO2, niż emitują. Pozostałe wydzielają tyle samo, co absorbują, a niektóre są wręcz emitentem dwutlenku węgla – to np. młodniki, lasy stare (pełne butwiejącego drewna) czy wiatrołomy.

Po drugie nawet lasy „w sile wieku” pochłaniają CO2 w ograniczonym tempie 1-35 ton CO2/ha/rok (zależnie od regionu i gatunku drzew). Żeby zlikwidować połowę nadwyżki CO2 w atmosferze, trzeba by pokryć lasami (absorbującymi 9 ton CO2 na hektar rocznie) obszar wielkości Europy – i odczekać stulecie. Wyprodukowane drewno trzeba by bezpiecznie zmagazynować: jeśli spłonie lub się rozłoży, zwróci węgiel do atmosfery.

A jaki wpływ miałoby masowe zadrzewianie na temperatury? Wg V.K. Arory i A. Montenegro powtórne zalesienie połowy powierzchni uprawnej Ziemi (co musiałoby przynieść klęskę głodu) obniżyłoby średnią temperaturę pod koniec XXI wieku zaledwie o ok. 0,25°C – wobec prognozowanego wzrostu temperatury rzędu 1-4°C.

Istniejące lasy są jednak niezbędnym czynnikiem stabilizującym klimat. Na polu przeciwdziałania zmianie klimatu przede wszystkim warto stawiać na lasy tropikalne – ich ochronę i odtwarzanie.

Aleksandra Kardaś i Marcin Popkiewicz, konsultacja merytoryczna: dr Marek Urbaniak i prof. Janusz Olejnik

Skrót na podstawie wersji pełnej: Marta Śmigowska

Chcesz dowiedzieć się więcej? Zobacz wyjaśnienie pełne.

Zachowanie istniejących terenów leśnych oraz przemyślana gospodarka leśna mogą przyczynić się do ograniczenia wzrostu koncentracji dwutlenku węgla w atmosferze. Nie jest to jednak środek wystarczający do skompensowania emisji CO2 (związanych głównie ze spalaniem paliw kopalnych) oraz zlikwidowania istniejącej nadwyżki CO2 w atmosferze.

Lasy

Rysunek 1: Lasy stanowią jeden z najważniejszych rezerwuarów węgla na świecie. Zdjęcie: Welcomia, Dreamstime.com.

Uwięzić węgiel w biomasie

Drzewa to naturalne systemy wychwytujące dwutlenek węgla z atmosfery przy użyciu energii, którą same pozyskują ze Słońca. Spalane przez nas paliwa kopalne też kiedyś powstały w tym procesie. Nasuwa się więc myśl – a gdyby tak wykorzystać odwrotność spalania? Gdyby tak tworzyć drewno i grzebać je w dziurze w ziemi? Gdy się nad tym zastanowić, to dość dziwny pomysł – grzebać lasy, a jednocześnie wykopywać i spalać inne, wcześniej pogrzebane. Przyjrzyjmy się jednak liczbom i oszacujmy, jaki areał trzeba by obsadzić lasem, by rozwiązać problem zmiany klimatu.

Stop wylesianiu?

Zmiany użytkowania terenu – polegające głównie na zamianie terenów leśnych na rolnicze lub przemysłowe – stanowią istotne źródło antropogenicznych emisji dwutlenku węgla.

Płonące lasy na Sumatrze

Rysunek 2. Płonące lasy na Sumatrze. Pożary są wzniecane umyślnie, w celu usunięcia lasu i zrobienia miejsca pod plantacje. Źródło: NASA.

W Piątym raporcie IPCC szacuje się, że wylesianie i inne zmiany w użytkowaniu ziemi w okresie 1750-2011 skutkowały emisją około 180±80 GtC. Dla porównania, spalając paliwa kopalne, wyemitowaliśmy w tym czasie 375±30 GtC. 

Jak wskazują dane zbierane w ramach Global Carbon Project (wykres poniżej), zatrzymanie wylesiania spowodowałoby zauważalne zmniejszenie emisji węgla do atmosfery - o ok. 10%. Niestety nie rozwiązałoby to problemu pozostałych 90% emisji.

Światowe emisje CO2 z podziałem na źródła

Rysunek 3. Światowe emisje CO2 z podziałem na źródła. Źródło: Global Carbon Project.

Zalesianie a CO2

Zanim podporządkowaliśmy znaczną część lądów naszym potrzebom, lasy zajmowały znacznie większy obszar niż dziś. Tysiąc lat temu większość terenów Polski pokrywały dziewicze puszcze. Dziś ich jedyną pozostałością jest Puszcza Białowieska. Przywrócenie wszystkich wykarczowanych przez nas terenów leśnych jest zupełnie nierealistyczne, jednak usunięcie z atmosfery około 100 GtC może być osiągalne (Stocker i in. 2011). Choć odpowiada to jedynie 2% potencjalnych emisji ze spalenia rezerw paliw kopalnych, to już zauważalna ilość.

Ocenia się (The Carbon Cycle, Earth Observatory, NASA), że lasy co roku pochłaniają i emitują ponad 60 GtC (czyli 220 Gt CO2) – przy czym emisje i pochłanianie niemal się równoważą. To, czy sumarycznie las emituje czy pochłania dwutlenek węgla z atmosfery, zależy od jego wieku. Młode i dojrzałe ekosystemy absorbują węgiel i zużywają go na wzrost (przyrost 1 m3 drewna wiąże się z absorpcją średnio 0,92 t CO2).

W pracy z 2012 roku Coursolle z zespołem, na przykładzie lasów kanadyjskich, wykazał, że z punktu widzenia bilansu CO2 w życiu lasu można wydzielić trzy okresy. Kiedy las jest młodnikiem, emisja CO2 przeważa nad pochłanianiem. Młody las zaczyna absorbować więcej, niż emituje, dopiero jakieś 10 lat po posadzeniu (wiek ten nie jest stały, zależy od gatunku drzew, rodzaju gleby, klimatu). Następnie las wchodzi w etap szybkiego wzrostu i w tym właśnie czasie odnotowuje się największe roczne pochłanianie CO2 (największe przyrosty). Ten etap w życiu lasu trwa do 80-100 roku po posadzeniu. W trzecim etapie dochodzi do względnej równowagi pomiędzy pochłanianiem a emisją CO2. Należy tutaj dodać, że las potrzebuje niemal 30 lat na zrównoważenie emisji CO2 występującej w czasie przygotowań do nowych posadzeń (po wycięciu starego lasu) oraz pierwszego etapu w życiu nowego drzewostanu. Dopiero po tym okresie las staje się pochłaniaczem dwutlenku węgla netto.

Pokazują to także badania prowadzone w Polsce. Na stronie Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu prezentowane są m.in. skumulowane wartości pochłanianego CO2 przez las sosnowy w Nadleśnictwie Tuczno (w. zachodniopomorskie). Jest to las w wieku około 60 lat fazie o największych przyrostach. Obejrzeć można również wyniki z pomiarów które odbywają się na terenie Nadleśnictwa Trzebciny (nawiedzonego przez tornado w 2012 roku), w miejscu gdzie rósł 80-letni las sosnowy.

A zatem, z upływem lat tempo wychwytywania CO2 przez ekosystem leśny spada i coraz więcej węgla składowane jest w postaci martwej, butwiejącej materii oraz w glebie. Procesy rozkładu występujące w starych lasach oraz po katastrofach (np. wichurach skutkujących ubytkami w drzewostanie) powodują emisje dwutlenku węgla, które nie są kompensowane przez pochłanianie. Oznacza to, że jeżeli chcemy, by las skutecznie usuwał z powietrza dwutlenek węgla, nie możemy go tak po prostu posadzić i zostawić samemu sobie. Musimy zapobiec temu, by stał się źródłem emisji CO2, czyli… ścinać drzewa, a drewno trwale magazynować. Trzeba przy tym pamiętać, żeby przekształcając ekosystemy nie narobić szkód – jeśli gleby na konkretnym terenie były przed zalesieniem wyjałowione z węgla, zalesienie spowoduje wzrost jego ilości w glebie. Jeśli jednak posadzimy drzewa na ziemi bogatej w węgiel (np. w miejscu łąki lub torfowisk), to masa węgla zmagazynowanego w glebie wręcz spadnie.

Efektywność zalesiania jako sposobu wychwytywania węgla z atmosfery jest bardzo zróżnicowana w zależności od regionu, rodzaju terenu, gatunków drzew i innych czynników. Kiedy las z wiekiem staje się pochłaniaczem netto, może absorbować dwutlenek węgla w tempie od 1 do 35 ton CO2/ha/rok (Richards i Stokes, 2004). W Europie najwydajniejsze lasy wychwytują dwutlenek węgla w tempie około 9 ton CO2 na hektar rocznie).

W swoim Czwartym raporcie, powstałym na podstawie przeglądu publikacji naukowych, IPCC oszacowało, że sumaryczny, ekonomicznie realny potencjał ograniczenia emisji CO2 dzięki gospodarce leśnej wynosi dla całego świata między 1,27 a 4,23 GtCO2 rocznie (dla roku 2030). Jest to jednak ok. 10 razy mniej, niż rokrocznie emitujemy do atmosfery (w roku 2013 antropogeniczne emisje CO2 wyniosły ok. 36 GtCO2, z czego ok. 16,2 Gt pozostało w atmosferze).

Przewidywany potencjał rocznych redukcji emisji CO2

Rysunek 4: Przewidywany potencjał rocznych redukcji emisji CO2 w roku 2030 w wyniku planowej gospodarki leśnej, w zależności od regionu. Kolorem jasnozielonym oznaczono redukcje z wykorzystaniem metod tańszych (koszt poniżej 20 dolarów na tonę CO2), ciemnozielonym – z wykorzystaniem metod droższych (koszt powyżej 20, ale poniżej 100 dolarów na tonę CO2). Kraje spoza Aneksu 1: kraje nie zaliczane do krajów uprzemysłowionych (dla Azji m.in. Chiny i Indie). EECCA: Europa Wschodnia, Kaukaz, Azja Środkowa. Nie uwzględniono efektów związanych z wykorzystaniem biopaliw. Źródło: IV raport IPCC.

Niektórzy mogą jednak powiedzieć, że nie musimy ograniczać się do tego, co „ekonomicznie uzasadnione”. Jaka wtedy byłaby skala przedsięwzięcia i jego rezultaty?

Od początku ery przemysłowej w atmosferze przybyło ok. 930 GtCO2. Żeby zlikwidować połowę tej nadwyżki, trzeba by pokryć lasami (absorbującymi 9 ton CO2 na hektar rocznie) całą powierzchnię Europy i odczekać stulecie (analiza obiegu węgla w przyrodzie przeprowadzona przez J. Hansena z zespołem pokazuje, że spadek masy CO2 w atmosferze jest o ok. połowę mniejszy niż masa wychwyconego CO2, ze względu na działające w przyrodzie sprzężenia, w szczególności powrót do atmosfery CO2 pochłoniętego wcześniej przez oceany). Drewno, które trzeba by zużyć lub zmagazynować (nie spalić!) miałoby objętość około 1000 km3 – to odpowiednik ponad 400 000 zbudowanych z suchego drewna piramid Cheopsa.

Przeciętny Europejczyk ma na sumieniu emisje rzędu 8 ton CO2 rocznie (CarbonAtlas). Żeby skompensować te emisje, potrzebny byłby blisko hektar lasu na osobę (przy absorpcji 9 ton CO2 na hektar rocznie). Na Polaka przypada trochę ponad 8000 m2 powierzchni kraju (średnia w całej Unii Europejskiej jest podobna). Biorąc pod uwagę, że na terenach skalistych, suchych i piaszczystych niewiele wyrośnie, nawet zalesienie całej powierzchni Europy nie skompensowałoby naszych emisji.

Trzeba też pamiętać, że wyprodukowane drewno musi być bezpiecznie zmagazynowane i przez wiele tysięcy lat nie może pójść z dymem ani się rozłożyć, zwracając węgiel do atmosfery.

Zalesianie a temperatura

W roku 2011 w czasopiśmie Nature Geoscience ukazała się bardzo ciekawa praca autorstwa V.K. Arory i A. Montenegro, w której podsumowano realny wpływ, jaki wielkoskalowe zalesianie miałoby na średnią temperaturę powierzchni Ziemi. Naukowcy rozpatrywali w niej możliwość przywrócenia lasów w rejonach dziś objętych uprawami. Przeanalizowali scenariusze stopniowego (trwającego 50 lat) zalesienia 100% oraz 50% tych terenów uprawnych, na których lasy mogłyby rosnąć bez szczególnych zabiegów (takich jak dodatkowe nawadnianie lub nawożenie). Scenariusze te nie są szczególnie realistyczne - oba wymagałyby znalezienia alternatywnych źródeł pożywienia dla stale rosnącej populacji. W obliczeniach badacze wzięli pod uwagę nie tylko udział lasów w obiegu węgla w przyrodzie, ale także ich znaczenie dla bilansu energetycznego Ziemi – lasy są ciemniejsze, więc pochłaniają więcej promieniowania słonecznego niż tereny uprawne, co samo w sobie sprzyja… ociepleniu, a nie ochłodzeniu klimatu (Schaeffer i in. 2006, Bala i in. 2007).

Wyniki analizy przeprowadzonej przez Arorę i Montenegro wskazują, że powtórne zalesienie całej powierzchni uprawnej pozwoliłoby na obniżenie średniej temperatury powierzchni Ziemi pod koniec XXI wieku o ok. 0,45°C, a zalesienie połowy - o ok. 0,25°C. Należy zestawić te wartości z przewidywanym wzrostem średniej temperatury, który (zależnie od scenariusza emisji) wynosić ma między 1 a 4°C (V raport IPCC). Obliczenia pokazują, że najlepsze efekty przyniosłoby zaprzestanie wycinki lasów tropikalnych oraz ponowne zalesianie w tych obszarach.

Obniżenie globalnej średniej temperatury

Rysunek 5: Obniżenie globalnej średniej temperatury (niebieskie słupki) lub średniej temperatury nad powierzchnią lądów (żółte słupki) w latach 2081-2100, możliwe dzięki zalesianiu (względem scenariusza nieuwzględniającego zalesiania). Wzięto pod uwagę możliwość zalesienia 100% obszarów uprawnych na świecie, 50% obszarów uprawnych na świecie oraz 50% terenów uprawnych kolejno w Arktyce, w strefie umiarkowanej północnej oraz w strefie tropikalnej. Źródło: Arora i Montenegro (2011).

Podsumowując, chociaż ochrona i sadzenie lasów to cenne inicjatywy, to nie wystarczą one do uporania się z problemem rosnących emisji dwutlenku węgla i ociepleniem klimatu. Co gorsza, wraz z postępującym ociepleniem w wyniku spalania paliw kopalnych drzewa, które posadzimy dziś, za kilka dekad znajdą się w nieodpowiedniej strefie klimatycznej, a zgromadzony w lasach węgiel, w rezultacie fal upałów, susz, pożarów, inwazji szkodników i szeregu innych czynników stresujących, wróci do atmosfery.

Aleksandra Kardaś i Marcin Popkiewicz, konsultacja merytoryczna: dr Marek Urbaniak i prof. Janusz Olejnik

Opublikowano: 2014-04-13 16:40
Tagi

dwutlenek węgla inżynieria klimatyczna IPCC mit o klimacie

Fundacja UW
Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza akceptację polityki cookies.