Begrensning av klimaendringer: Planting av trær i Artic forverrer global oppvarming

Skogrestaurering og treplantasje er en veletablert strategi for å redusere klimaendringer. Imidlertid bruk av denne tilnærmingen i Arktis forverrer oppvarmingen og er kontraproduktiv for å redusere klimaendringene. Dette er fordi tredekning reduserer albedo (eller refleksjon av sollys) og øker overflatemørket som resulterer i netto oppvarming (fordi trær absorberer mer varme fra solen enn snø). Videre forstyrrer treplantingsaktiviteter også karbonbassenget i arktisk jord som lagrer mer karbon enn alle planter på jorden. Derfor trenger ikke tilnærmingen til å redusere klimaendringene nødvendigvis være karbonfokusert. Klimaendringer handler om jordens energibalanse (netto av solenergi som forblir i atmosfæren og solenergi som forlater atmosfæren). Mengden klimagasser bestemmer hvor mye varme som holdes tilbake i jordens atmosfære. I arktiske strøk, på høye breddegrader, er albedoeffekten (dvs. refleksjon av sollys tilbake til verdensrommet uten å bli omdannet til varme) viktigere (enn drivhuseffekten på grunn av atmosfærisk karbonlagring) for den totale energibalansen. Derfor krever det overordnede målet om å bremse klimaendringene en helhetlig tilnærming.   

Planter og dyr frigjør kontinuerlig karbondioksid (CO₂) i atmosfæren gjennom respirasjon. Noen naturlige hendelser som skogbranner og vulkanutbrudd frigjør også CO₂ i atmosfæren. En balanse i atmosfærisk CO₂ opprettholdes av den vanlige karbonbindingen av de grønne plantene i nærvær av sollys gjennom fotosyntese. Men menneskelige aktiviteter siden 18^th århundre, spesielt utvinning og brenning av fossilt brensel som kull, petroleumsolje og naturgass, har økt konsentrasjonen av atmosfærisk CO2.₂.  

Interessant nok en økning i konsentrasjonen av CO₂ i atmosfæren er kjent for å vise karbonbefruktningseffekt (dvs. grønne planter fotosyntetiserer mer som svar på mer CO₂ i atmosfæren). En god del av den nåværende terrestriske karbonvasken tilskrives denne økte globale fotosyntesen som svar på stigende CO₂. I løpet av 1982-2020 økte global fotosyntese med omtrent 12 % som svar på en 17 % økning i globale karbondioksidkonsentrasjoner i atmosfæren fra 360 ppm til 420 ppm^1,2.  

Det er klart at økt global fotosyntese ikke er i stand til å sekvestrere alle menneskeskapte karbonutslipp siden industrialiseringen startet. Som et resultat vil atmosfærisk karbondioksid (CO₂) har faktisk økt med omtrent 50 % de siste to århundrene til 422 ppm (i september 2024)³ som er 150 % av verdien i 1750. Siden karbondioksid (CO₂) er en viktig klimagass, denne betydelige samlede økningen i atmosfærisk CO₂ har bidratt til global oppvarming og klimaendringer.  

Klimaendringer manifesterer seg i form av smeltende polare is og isbreer, oppvarming av hav, stigende havnivåer, flom, katastrofale stormer, hyppig og intens tørke, vannmangel, hetebølger, alvorlige branner og andre ugunstige forhold. Det har alvorlige konsekvenser for folks liv og levebrød, og derfor er det nødvendig å begrense dem. Derfor, for å begrense den globale oppvarmingen og temperaturøkningen til 1.5 °C innen slutten av dette århundret FNs klimakonferanse har erkjent at globale klimagassutslipp må kuttes med 43 % innen 2030 og har oppfordret partene til å gå bort fra fossilt brensel for å nå netto nullutslipp av 2050.  

I tillegg til reduksjon i karbonutslipp, kan klimatiltak også støttes ved å fjerne karbon fra atmosfæren. Enhver forbedring i fangst av atmosfærisk karbon vil være nyttig.  

Marin fotosyntese av planteplankton, tare og algeplankton i hav er ansvarlig for omtrent halvparten av karbonfangsten. Det antydes at mikroalgebioteknologi kan bidra til karbonfangst gjennom fotosyntese. Å reversere avskoging ved treplantasje og restaurering av skogsmark kan være svært nyttig klimademping. En studie fant at forbedring av global skogdekke kan gi betydelige bidrag. Den viste at den globale trekronekapasiteten under det nåværende klimaet er 4.4 milliarder hektar, noe som betyr at en ekstra 0.9 milliarder hektar med baldakindekke (tilsvarer 25 % økning i skogareal) kan skapes etter å ekskludere eksisterende dekning. Hvis dette ekstra baldakindekselet ble opprettet, vil det binde og lagre ca. 205 gigatonn karbon, som utgjør ca. 25 % av dagens atmosfæriske karbonbasseng. Global skogrestaurering er en nødvendighet også fordi uavbrutt klimaendringer vil føre til reduksjon på rundt 223 millioner hektar skogdekke (mest i tropiske områder) og tap av tilhørende biologisk mangfold innen 2050^4,5. 

Treplantasje i arktisk region  

Arktisk region refererer til den nordlige delen av jorden over 66° 33′N breddegrad innenfor polsirkelen. Mye av denne regionen (omtrent 60%) er okkupert av isdekket arktiske hav. Den artiske landmassen ligger rundt de sørlige kantene av det arktiske hav som støtter tundraen eller den nordlige boreale skogen.  

Boreale skoger (eller taiga) ligger sør for polarsirkelen og er preget av barskog som hovedsakelig består av furu, gran og lerk. Den har lange, kalde vintre og korte, våte somre. Det er overvekt av kuldetolerante, kjeglebærende, eviggrønne bartrær (furu, gran og gran) som beholder sine nåleformede blader året rundt. Sammenlignet med tempererte skoger og tropiske våte skoger har boreale skoger lavere primærproduktivitet, har mindre planteartsmangfold og mangler lagdelt skogstruktur. På den annen side ligger den arktiske tundraen nord for de boreale skogene i de artiske områdene på den nordlige halvkule, hvor undergrunnen er permanent frosset. Denne regionen er mye kaldere med gjennomsnittlige vinter- og sommertemperaturer i området på henholdsvis -34°C og 3°C – 12°C. Undergrunnen er permanent frossen (permafrost), og plantens røtter kan derfor ikke trenge dypt ned i jorda og plantene er lavt til bakken. Tundra har svært lav primærproduktivitet, lavt artsmangfold og kort vekstsesong på 10 uker når planter vokser raskt som respons på langt dagslys.  

Treveksten i arktiske strøk påvirkes av permafrost fordi frosset vann under overflaten begrenser dyp rotvekst. Det meste av tundraen har kontinuerlig permafrost mens boreale skoger eksisterer i områder med lite eller ingen permafrost. Den arktiske permafrosten er imidlertid ikke upåvirket.  

Etter hvert som det arktiske klimaet varmes opp (noe som skjer dobbelt så raskt som det globale gjennomsnittet), vil den resulterende smeltingen og tapet av permafrost forbedre overlevelsen av tidlige frøplanter. Tilstedeværelse av buskbaldakin ble funnet å være positivt assosiert med videre overlevelse og vekst av frøplanter til trær. Sammensetningen av arter og funksjonen til økosystemene i regionen er i rask endring. Etter hvert som klimaet varmes opp og permafrosten brytes ned, kan vegetasjonen skifte fra treløst arktisk til tredominert i fremtiden⁶.  

Ville vegetasjonen skifte til tredominert arktisk landskap redusere atmosfærisk CO₂ gjennom forbedret fotosyntese og bidra til å redusere klimaendringene? Kan den arktiske regionen vurderes for skogplanting for å fjerne atmosfærisk CO₂. I begge situasjoner bør den arktiske permafrosten tine eller brytes ned først for å tillate vekst av trær. Tining av permafrost frigjør imidlertid metan i atmosfæren som er en kraftig drivhusgass og bidrar til ytterligere oppvarming. Metanutslipp fra permafrost bidrar også til massive skogbranner i regionen.  

Når det gjelder strategien for fjerning av atmosfærisk CO₂ gjennom fotosyntese ved skogplanting eller treplanering i artic region og påfølgende demping av oppvarming og klimaendringer, forskerne⁷ fant at denne tilnærmingen var uegnet for regionen og å være kontraproduktiv for å redusere klimaendringene. Dette er fordi tredekning reduserer albedo (eller refleksjon av sollys) og øker overflatemørke som resulterer i netto oppvarming fordi trær absorberer mer varme fra solen enn snø. Videre forstyrrer treplantingsaktiviteter også karbonbassenget i arktisk jord som lagrer mer karbon enn alle planter på jorden.  

Derfor trenger ikke tilnærmingen til å redusere klimaendringene nødvendigvis være karbonfokusert. Klimaendringer handler om jordens energibalanse (netto av solenergi som forblir i atmosfæren og solenergi som forlater atmosfæren). Drivhusgasser bestemmer hvor mye varme som holdes tilbake i jordens atmosfære. I arktiske strøk på høye breddegrader er albedoeffekten (dvs. refleksjon av sollys tilbake til verdensrommet uten å bli omdannet til varme) viktigere (enn atmosfærisk karbonlagring) for den totale energibalansen. Derfor krever det overordnede målet om å bremse klimaendringene en helhetlig tilnærming.  

*** 

Referanser:  

1. Keenan, TF, et al. En begrensning på historisk vekst i global fotosyntese på grunn av økende CO2. Nat. Clim. Chang. 13, 1376–1381 (2023). DOI: https://doi.org/10.1038/s41558-023-01867-2 

2. Berkeley Lab. Nyheter – Planter Kjøp oss tid til å bremse klimaendringene – men ikke nok til å stoppe dem. Tilgjengelig på https://newscenter.lbl.gov/2021/12/08/plants-buy-us-time-to-slow-climate-change-but-not-enough-to-stop-it/ 

3. NASA. Karbondioksid. Tilgjengelig på https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide/ 

4. Bastin, Jean-Francois et al 2019. Det globale potensialet for trerestaurering. Vitenskap. 5. juli 2019. Vol 365, utgave 6448 s. 76-79. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax0848 

5. Chazdon R., og Brancalion P., 2019. Å gjenopprette skoger som et middel til mange formål. Vitenskap. 5. juli 2019, bind 365, utgave 6448 s. 24-25. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax9539 

6. Limpens, J., Fijen, TPM, Keizer, I. et al. Busker og nedbrutt permafrost baner vei for treetablering i subarktiske torvområder. 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. Treplanting er ingen klimaløsning på nordlige høye breddegrader. Nat. Geosci. 17, 1087–1092 (2024). https://doi.org/10.1038/s41561-024-01573-4  

***