Afbødning af klimaændringer: Plantning af træer i Artic forværrer den globale opvarmning

Skovgenopretning og træplantning er en veletableret strategi til afbødning af klimaændringer. Dog brug af denne tilgang i Arktis forværrer opvarmningen og er kontraproduktiv for afbødning af klimaændringer. Dette skyldes, at trædækning reducerer albedo (eller reflektion af sollys) og øger overflademørke, hvilket resulterer i nettoopvarmning (fordi træer absorberer mere varme fra solen end sne). Yderligere forstyrrer træplantningsaktiviteter også kulstofpuljen i arktisk jord, som lagrer mere kulstof end alle planter på Jorden. Derfor behøver tilgangen til afbødning af klimaændringer ikke nødvendigvis at være kulstoffokuseret. Klimaændringer handler om Jordens energibalance (netto af solenergi, der opholder sig i atmosfæren og solenergi, der forlader atmosfæren). Mængden af ​​drivhusgasser bestemmer, hvor meget varme der tilbageholdes i Jordens atmosfære. I arktiske områder, på høje breddegrader, er albedoeffekten (dvs. reflektion af sollys tilbage i rummet uden at blive omdannet til varme) vigtigere (end drivhuseffekten på grund af atmosfærisk kulstoflagring) for den samlede energibalance. Derfor kræver det overordnede mål om at bremse klimaændringerne en holistisk tilgang.   

Planter og dyr frigiver kontinuerligt kuldioxid (CO₂) i atmosfæren gennem respiration. Nogle naturlige begivenheder som naturbrande og vulkanudbrud frigiver også CO₂ i atmosfæren. En balance i atmosfærisk CO₂ opretholdes af den regelmæssige kulstofbinding af de grønne planter i nærvær af sollys gennem fotosyntese. Men menneskelige aktiviteter siden 18^th århundrede, især udvinding og afbrænding af fossile brændstoffer såsom kul, petroleumsolie og naturgas, har øget koncentrationen af ​​atmosfærisk CO₂.  

Interessant nok en stigning i koncentrationen af ​​CO₂ i atmosfæren er kendt for at vise kulstofbefrugtningseffekt (dvs. grønne planter fotosyntetiserer mere som reaktion på mere CO₂ i atmosfæren). En god del af den nuværende terrestriske kulstofdræn tilskrives denne øgede globale fotosyntese som reaktion på stigende CO₂. I løbet af 1982-2020 steg den globale fotosyntese med omkring 12 % som reaktion på en stigning på 17 % i globale kuldioxidkoncentrationer i atmosfæren fra 360 ppm til 420 ppm^1,2.  

Det er klart, at øget global fotosyntese ikke er i stand til at sekvestrere alle menneskeskabte kulstofemissioner siden industrialiseringen begyndte. Som følge heraf vil den atmosfæriske kuldioxid (CO₂) er faktisk steget med omkring 50 % i de sidste to århundreder til 422 ppm (i september 2024)³ hvilket er 150 % af dets værdi i 1750. Da kuldioxid (CO₂) er en vigtig drivhusgas, denne betydelige samlede stigning i atmosfærisk CO₂ har bidraget til global opvarmning og klimaændringer.  

Klimaændringer manifesterer sig i form af smeltende polaris og gletsjere, opvarmning af havene, stigende havniveauer, oversvømmelser, katastrofale storme, hyppig og intens tørke, vandknaphed, hedebølger, alvorlige brande og andre ugunstige forhold. Det har alvorlige konsekvenser for folks liv og levebrød, og derfor er det tvingende nødvendigt at afbøde. Derfor, for at begrænse den globale opvarmning og temperaturstigning til 1.5°C ved udgangen af ​​dette århundrede FNs Klimakonference har erkendt, at de globale drivhusgasemissioner skal reduceres med 43 % inden 2030 og har opfordret parterne til at gå væk fra fossile brændstoffer for at nå netto nulemissioner af 2050.  

Udover reduktion af kulstofemission kan klimaindsatsen også understøttes ved at fjerne kulstof fra atmosfæren. Enhver forbedring af opfangningen af ​​atmosfærisk kulstof ville være nyttig.  

Marine fotosyntese af fytoplankton, tang og algeplankton i havene er ansvarlig for omkring halvdelen af ​​kulstoffangsten. Det foreslås, at mikroalgebioteknologi kan bidrage til kulstoffangst gennem fotosyntese. At vende skovrydning ved træplantning og genopretning af skovjord kan være meget nyttigt at afbøde klimaet. En undersøgelse viste, at en forbedring af den globale skovdække kunne give betydelige bidrag. Den viste, at den globale trækronekapacitet under det nuværende klima er 4.4 milliarder hektar, hvilket betyder, at der kan skabes en ekstra 0.9 milliarder hektar kronedække (svarende til en stigning på 25 % i skovareal) efter at have ekskluderet eksisterende dækning. Dette ekstra baldakindæksel, hvis det blev oprettet, ville binde og opbevare omkring 205 gigatons kulstof, hvilket svarer til omkring 25 % af den nuværende atmosfæriske kulstofpulje. Global skovgenopretning er en nødvendighed, også fordi uafbrudte klimaændringer vil resultere i en reduktion på omkring 223 millioner hektar skovdække (for det meste i tropiske områder) og tab af tilhørende biodiversitet inden 2050^4,5. 

Træplantage i det arktiske område  

Arktisk region refererer til den nordlige del af Jorden over 66° 33′N breddegrad inden for polcirklen. En stor del af denne region (ca. 60%) er besat af havisen dækket af det arktiske hav. Den artiske landmasse er beliggende omkring de sydlige rande af det arktiske hav, som understøtter tundraen eller den nordlige boreale skov.  

Boreale skove (eller taiga) ligger syd for polarcirklen og er kendetegnet ved nåleskove, der hovedsageligt består af fyrretræer, graner og lærk. Den har lange, kolde vintre og korte, våde somre. Der er overvægt af kulde-tolerante, keglebærende, stedsegrønne nåletræer (fyrtræer, graner og graner), der bevarer deres nåleformede blade året rundt. Sammenlignet med tempererede skove og tropiske våde skove har boreale skove lavere primær produktivitet, har færre planteartsdiversitet og mangler lagdelt skovstruktur. På den anden side ligger den arktiske tundra nord for de boreale skove i de arktiske områder på den nordlige halvkugle, hvor undergrunden er permanent frossen. Denne region er meget koldere med de gennemsnitlige vinter- og sommertemperaturer i intervallet henholdsvis -34°C og 3°C – 12°C. Undergrunden er permanent frossen (permafrost), hvorfor planternes rødder ikke kan trænge dybt ned i jorden, og planterne er lavt til jorden. Tundra har meget lav primær produktivitet, lav artsdiversitet og kort vækstsæson på 10 uger, når planter vokser hurtigt som reaktion på langt dagslys.  

Trævæksten i arktiske områder er påvirket af permafrost, fordi frosset vand under jorden begrænser dyb rodvækst. Det meste af tundraen har kontinuerlig permafrost, mens boreale skove findes i områder med lidt eller ingen permafrost. Den arktiske permafrost er dog ikke upåvirket.  

Efterhånden som det arktiske klima opvarmes (hvilket sker dobbelt så hurtigt som det globale gennemsnit), vil den resulterende smeltning og tab af permafrost forbedre overlevelsen af ​​tidlige frøplanter. Tilstedeværelsen af ​​buskekrone viste sig at være positivt forbundet med yderligere overlevelse og vækst af frøplanter til træer. Sammensætningen af ​​arter og økosystemernes funktion i regionen er under hastig forandring. Efterhånden som klimaet opvarmes og permafrosten forringes, kan vegetationen i fremtiden skifte fra træløs arktisk til trædomineret⁶.  

Ville vegetationen skifte til trædomineret arktisk landskab reducere atmosfærisk CO₂ gennem forbedret fotosyntese og hjælpe med at afbøde klimaændringer? Kunne det arktiske område overvejes til skovrejsning for at fjerne atmosfærisk CO₂. I begge situationer bør den arktiske permafrost tø eller nedbrydes først for at tillade vækst af træer. Optøning af permafrost frigiver dog metan i atmosfæren, som er en kraftig drivhusgas og bidrager til yderligere opvarmning. Metanfrigivelse fra permafrost bidrager også til massive naturbrande i regionen.  

Hvad angår strategien for fjernelse af atmosfærisk CO₂ gennem fotosyntese ved skovrejsning eller træplaning i det arktiske område og deraf følgende afbødning af opvarmning og klimaændringer, siger forskerne⁷ fandt, at denne tilgang var uegnet for regionen og virkede kontraproduktiv i forhold til afbødning af klimaændringer. Dette skyldes, at trædækning reducerer albedo (eller reflektion af sollys) og øger overflademørke, hvilket resulterer i nettoopvarmning, fordi træer absorberer mere varme fra solen end sne. Yderligere forstyrrer træplantningsaktiviteter også kulstofpuljen i arktisk jord, som lagrer mere kulstof end alle planter på Jorden.  

Derfor behøver tilgangen til afbødning af klimaændringer ikke nødvendigvis at være kulstoffokuseret. Klimaændringer handler om Jordens energibalance (netto af solenergi, der opholder sig i atmosfæren og solenergi, der forlader atmosfæren). Drivhusgasser bestemmer, hvor meget varme der tilbageholdes i Jordens atmosfære. I arktiske områder på høje breddegrader er albedo-effekten (dvs. reflektion af sollys tilbage i rummet uden at blive omdannet til varme) vigtigere (end atmosfærisk kulstoflagring) for den samlede energibalance. Derfor kræver det overordnede mål om at bremse klimaændringerne en holistisk tilgang.  

*** 

Referencer:  

1. Keenan, TF, et al. En begrænsning for historisk vækst i global fotosyntese på grund af stigende CO2. Nat. Clim. Chang. 13, 1376-1381 (2023). DOI: https://doi.org/10.1038/s41558-023-01867-2 

2. Berkeley Lab. Nyheder – Planter giver os tid til at bremse klimaændringerne – men ikke nok til at stoppe dem. Tilgængelig kl https://newscenter.lbl.gov/2021/12/08/plants-buy-us-time-to-slow-climate-change-but-not-enough-to-stop-it/ 

3. NASA. Kuldioxid. Tilgængelig kl https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide/ 

4. Bastin, Jean-Francois et al 2019. Det globale trægenopretningspotentiale. Videnskab. 5. juli 2019. Bind 365, udgave 6448 s. 76-79. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax0848 

5. Chazdon R. og Brancalion P., 2019. Gendannelse af skove som et middel til mange formål. Videnskab. 5. jul 2019 bind 365, udgave 6448 s. 24-25. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax9539 

6. Limpens, J., Fijen, TPM, Keizer, I. et al. Buske og nedbrudt permafrost baner vejen for træetablering i subarktiske tørveområder. Ecosystems 24, 370-383 (2021).  https://doi.org/10.1007/s10021-020-00523-6 

7. Kristensen, J.Å., Barbero-Palacios, L., Barrio, IC et al. Træplantning er ingen klimaløsning på nordlige høje breddegrader. Nat. Geosci. 17, 1087-1092 (2024). https://doi.org/10.1038/s41561-024-01573-4  

***