NASA: Nawożenie dwutlenkiem węgla zazielenia Ziemię
26 kwiecień 2016
To zdjęcie pokazuje zmianę powierzchni liści na całym świecie w latach 1982–2015. Źródło: Boston University / R. Myneni
Od jednej czwartej do połowy zalesionych obszarów Ziemi wykazuje znaczące zazielenienie w ciągu ostatnich 35 lat, głównie z powodu rosnącego stężenia dwutlenku węgla w atmosferze — wynika z nowego badania opublikowanego 25 kwietnia w czasopiśmie Nature Climate Change.
Międzynarodowy zespół 32 autorów z 24 instytucji w ośmiu krajach prowadził to badanie, wykorzystując dane satelitarne z instrumentu Moderate Resolution Imaging Spectrometer (MODIS) agencji NASA oraz Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) amerykańskiej Narodowej Służby Oceanicznej i Atmosferycznej (NOAA), aby określić wskaźnik powierzchni liści, czyli ilość pokrycia liściastego na zalesionych obszarach planety. Zazielenienie oznacza wzrost liczby liści na roślinach i drzewach, odpowiadający powierzchni dwukrotnie większej niż kontynentalne Stany Zjednoczone.
Zielone liście wykorzystują energię słoneczną w procesie fotosyntezy, aby chemicznie połączyć dwutlenek węgla pobrany z powietrza z wodą i składnikami odżywczymi pobieranymi z gleby, produkując cukry, które są głównym źródłem pożywienia, włókien i paliwa dla życia na Ziemi. Badania wykazały, iż zwiększone stężenie dwutlenku węgla zwiększa fotosyntezę, co pobudza wzrost roślin.
Jednakże nawożenie dwutlenkiem węgla nie jest jedyną przyczyną zwiększonego wzrostu roślin — do efektu zazielenienia przyczyniają się również azot, zmiany pokrycia terenu oraz zmiany klimatu poprzez globalne zmiany temperatury, opadów i nasłonecznienia. Aby określić, w jakim stopniu dwutlenek węgla przyczynia się do tego procesu, naukowcy przeanalizowali dane dotyczące dwutlenku węgla oraz pozostałych zmiennych oddzielnie, korzystając z kilku modeli komputerowych, które odwzorowują wzrost roślin zaobserwowany w danych satelitarnych.
Wyniki pokazały, iż nawożenie dwutlenkiem węgla wyjaśnia 70 procent efektu zazielenienia — powiedział współautor badania Ranga Myneni, profesor w Katedrze Nauk o Ziemi i Środowisku na Uniwersytecie Bostońskim. „Drugim najważniejszym czynnikiem jest azot, który odpowiada za 9 procent. Widzimy więc, jak ogromną rolę w tym procesie odgrywa CO₂.”
Rising CO2 Levels Greening Earth
Od jednej czwartej do połowy porośniętych roślinnością obszarów Ziemi wykazuje znaczne zazielenienie w ciągu ostatnich 35 lat, głównie z powodu rosnącego poziomu dwutlenku węgla w atmosferze.
Około 85 procent bezlodowych obszarów Ziemi jest pokrytych roślinnością. Powierzchnia pokryta zielonymi liśćmi na całej Ziemi stanowi średnio 32 procent całkowitej powierzchni planety – wliczając oceany, lądy i trwałe pokrywy lodowe. Skala zazielenienia w ciągu ostatnich 35 lat „ma potencjał do fundamentalnej zmiany obiegu wody i węgla w systemie klimatycznym” – powiedział główny autor badania Zaichun Zhu, badacz z Uniwersytetu Pekińskiego w Chinach, który przeprowadził pierwszą część badania wraz z Mynenim jako stypendysta wizytujący na Uniwersytecie Bostońskim.
Każdego roku około połowa z 10 miliardów ton węgla emitowanego do atmosfery w wyniku działalności człowieka zostaje tymczasowo zmagazynowana – w mniej więcej równych częściach – w oceanach i roślinach. „Chociaż nasze badanie nie dotyczyło bezpośrednio związku między zazielenieniem a magazynowaniem węgla w roślinach, inne badania wykazały rosnący pochłaniacz węgla na lądzie od lat 80., co jest całkowicie zgodne z koncepcją zazieleniającej się Ziemi” – powiedział współautor Shilong Piao z Wydziału Nauk Miejskich i Środowiskowych Uniwersytetu Pekińskiego.
Chociaż rosnące stężenie dwutlenku węgla w powietrzu może być korzystne dla roślin, to jest ono również głównym winowajcą zmiany klimatu. Gaz ten, zatrzymujący ciepło w atmosferze Ziemi, zwiększa swoje stężenie od początku epoki przemysłowej na skutek spalania ropy, gazu, węgla i drewna na potrzeby energetyczne i przez cały czas osiąga poziomy niespotykane od co najmniej 500 000 lat. Skutki zmiany klimatu obejmują globalne ocieplenie, podnoszenie się poziomu mórz, topnienie lodowców i lodu morskiego oraz bardziej ekstremalne zjawiska pogodowe.
Korzystne skutki działania dwutlenku węgla na rośliny mogą być również ograniczone – powiedział współautor dr Philippe Ciais, zastępca dyrektora Laboratorium Nauk o Klimacie i Środowisku w Gif-sur-Yvette we Francji. „Badania wykazały, iż rośliny aklimatyzują się, czyli dostosowują, do rosnącego stężenia dwutlenku węgla, a efekt nawożenia zmniejsza się z czasem.”
„Choć wykrycie zazielenienia opiera się na danych, przypisanie jego przyczyn różnym czynnikom wynika z modeli” – powiedział współautor Josep Canadell z działu Oceanów i Atmosfery w Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation w Canberze, w Australii. Dodał, iż choć modele stanowią najlepsze możliwe odwzorowanie elementów systemu Ziemi, są one nieustannie doskonalone.
Źródło: Carbon Dioxide Fertilization Greening Earth, Study Finds
Zobacz na: Krucjata przeciwko dwutlenkowi węgla [CO2] – prof. William Happer
Globalne ocieplenie: pochodzenie i natura rzekomego konsensusu naukowego – prof. Richard S. Lindzen
Ich własnymi słowami: Alarmiści klimatyczni obalają swoją „Naukę™” | Prof. Larry Bell
W płaszczu Ziemi jest tyle samo wody, co we wszystkich oceanach
Całe życie na Ziemi, na jednym wykresie. Ile waży całe życie na Ziemi.
Zazielenianie Ziemi i jego przyczyny
„Globalne zmiany środowiskowe gwałtownie zmieniają dynamikę roślinności lądowej, co ma konsekwencje dla funkcjonowania systemu Ziemi oraz świadczenia usług ekosystemowych. Jednakże reakcja globalnej roślinności na zmieniające się warunki środowiskowe nie pozostało dobrze ustalona. W niniejszym badaniu wykorzystujemy trzy długoterminowe satelitarne zapisy indeksu powierzchni liściowej (Leaf Area Index – LAI) oraz dziesięć globalnych modeli ekosystemowych, aby zbadać cztery najważniejsze czynniki wpływające na trendy indeksu powierzchni liściowej [LAI] w latach 1982–2009.
Wykazujemy trwały i powszechny wzrost zintegrowanego sezonowego LAI (zazielenienia) na 25% do 50% porośniętej roślinnością powierzchni globu, podczas gdy mniej niż 4% powierzchni Ziemi wykazuje spadek LAI (brązowienie). Symulacje czynnikowe z wieloma globalnymi modelami ekosystemowymi sugerują, iż efekt nawożenia dwutlenkiem węgla (CO₂) wyjaśnia 70% zaobserwowanego trendu zazieleniania, następnie osadzanie azotu (9%), zmiana klimatu (8%) oraz zmiany pokrycia terenu (LCC – land cover change) (4%).
Efekt nawożenia CO₂ wyjaśnia większość trendów zazieleniania w strefach tropikalnych, podczas gdy zmiany klimatu spowodowały zazielenienie na wysokich szerokościach geograficznych oraz na Wyżynie Tybetańskiej. Zmiany pokrycia terenu najbardziej przyczyniły się do regionalnego zazielenienia obserwowanego w południowo-wschodnich Chinach oraz we wschodnich Stanach Zjednoczonych.
Regionalne efekty niewyjaśnionych czynników sugerują, iż następna generacja modeli ekosystemowych będzie musiała uwzględniać wpływ demografii lasów, różnic w intensywności zarządzania uprawami i pastwiskami w poszczególnych regionach oraz innych pojawiających się ograniczeń produktywności, takich jak dostępność fosforu.” – Źródło: Nature Climate Change volume 6, pages 791–795 (2016); Greening of the Earth and its drivers
