İklim Değişikliğinin Azaltılması: Arktika'da Ağaç Dikmek Küresel Isınmayı Kötüleştiriyor

Orman restorasyonu ve ağaç dikimi, iklim değişikliğinin hafifletilmesi için iyi kurulmuş bir stratejidir. Ancak, Arktika'daki bu yaklaşım ısınmayı kötüleştirir ve iklim değişikliğinin hafifletilmesine karşı etkilidir. Bunun nedeni ağaç örtüsünün albedoyu (veya güneş ışığının yansımasını) azaltması ve yüzey karanlığını artırmasıdır, bu da net ısınmaya neden olur (çünkü ağaçlar güneşten kardan daha fazla ısı emer). Dahası, ağaç dikme faaliyetleri ayrıca Dünya'daki tüm bitkilerden daha fazla karbon depolayan Arktika toprağının karbon havuzunu da bozar. Bu nedenle, iklim değişikliği azaltma yaklaşımının mutlaka karbon odaklı olması gerekmez. İklim değişikliği, Dünya'nın enerji dengesiyle ilgilidir (atmosferde kalan güneş enerjisi ve atmosferden çıkan güneş enerjisinin net değeri). Sera gazı miktarı, Dünya atmosferinde ne kadar ısı tutulacağını belirler. Arktik bölgelerde, yüksek enlemlerde, albedo etkisi (yani, güneş ışığının ısıya dönüştürülmeden uzaya geri yansıması) toplam enerji dengesi için daha önemlidir (atmosferik karbon depolamasından kaynaklanan sera etkisinden). Bu nedenle, iklim değişikliğini yavaşlatma genel hedefi bütünsel bir yaklaşım gerektirir.   

Bitkiler ve hayvanlar sürekli olarak karbondioksit (CO) salarlar₂) solunum yoluyla atmosfere salınır. Orman yangınları ve volkanik patlamalar gibi bazı doğal olaylar da CO2 salınımına neden olur₂ atmosferde. Atmosferik CO'da bir denge₂ fotosentez yoluyla güneş ışığının varlığında yeşil bitkiler tarafından düzenli karbon tutulmasıyla sürdürülür. Ancak, 18'den beri insan faaliyetleri^th yüzyılda, özellikle kömür, petrol yağı ve doğal gaz gibi fosil yakıtların çıkarılması ve yakılması, atmosferdeki CO2 konsantrasyonunu artırdı₂.  

İlginçtir ki, CO konsantrasyonunda bir artış₂ atmosferde karbon gübreleme etkisi gösterdiği bilinmektedir (yani, yeşil bitkiler daha fazla CO2'ye yanıt olarak daha fazla fotosentez yapar)₂ atmosferde). Mevcut karasal karbon havuzunun önemli bir kısmı, artan CO2'ye yanıt olarak küresel fotosentezin artmasına atfedilmektedir₂1982-2020 yılları arasında, atmosferdeki küresel karbondioksit konsantrasyonlarının 12 ppm'den 17 ppm'ye %360 oranında artmasına yanıt olarak küresel fotosentez yaklaşık %420 oranında arttı^1,2.  

Açıkça, artan küresel fotosentez, sanayileşme başladığından beri tüm antropojenik karbon emisyonlarını hapsedemiyor. Sonuç olarak, atmosferdeki karbondioksit (CO₂) son iki yüzyılda etkili bir şekilde yaklaşık %50 artarak 422 ppm'ye (Eylül 2024'te) ulaştı³ Bu da 150'deki değerinin %1750'sidir. Karbondioksit (CO₂) önemli bir sera gazıdır, atmosferik CO2'deki bu önemli genel artış₂ küresel ısınmaya ve iklim değişikliğine katkıda bulunmuştur.  

İklim değişikliği, eriyen kutup buzları ve buzulları, ısınan okyanuslar, yükselen deniz seviyeleri, su baskınları, felaket fırtınaları, sık ve yoğun kuraklık, su kıtlığı, sıcak hava dalgaları, şiddetli yangınlar ve diğer olumsuz koşullar şeklinde kendini gösterir. İnsanların yaşamları ve geçim kaynakları üzerinde ciddi sonuçları vardır, bu nedenle azaltma zorunluluğu vardır. Bu nedenle, küresel ısınmayı ve sıcaklık artışını bu yüzyılın sonuna kadar 1.5°C ile sınırlamak için, BM İklim Değişikliği Konferansı küresel sera gazı emisyonlarının 43 yılına kadar %2030 oranında azaltılması gerektiğini kabul etti ve tarafları fosil yakıtlardan uzaklaşmaya çağırdı net sıfır emisyon 2050 tarafından.  

Karbon emisyonunun azaltılmasına ek olarak, iklim eylemi atmosferden karbonun uzaklaştırılmasıyla da desteklenebilir. Atmosferik karbonun yakalanmasında herhangi bir iyileştirme faydalı olacaktır.  

Okyanuslardaki fitoplankton, yosun ve alg planktonları tarafından gerçekleştirilen deniz fotosentezi, karbon tutulmasının yaklaşık yarısından sorumludur. Mikroalg biyoteknolojisinin fotosentez yoluyla karbon tutulmasına katkıda bulunabileceği öne sürülmektedir. Ağaç dikimi ve ormanlık alanların restorasyonu ile ormansızlaşmanın tersine çevrilmesi iklim değişikliğinin hafifletilmesinde çok faydalı olabilir. Bir çalışma, küresel orman örtüsünün artırılmasının önemli katkılar sağlayabileceğini bulmuştur. Mevcut iklimde küresel ağaç gölgelik kapasitesinin 4.4 milyar hektar olduğunu, bunun da mevcut örtü hariç tutulduğunda ekstra 0.9 milyar hektar gölgelik örtüsünün (ormanlık alanda %25 artışa eşdeğer) yaratılabileceği anlamına geldiğini göstermiştir. Bu ekstra gölgelik örtüsü oluşturulursa, yaklaşık 205 gigaton karbonu hapsedecek ve depolayacaktır ki bu da mevcut atmosferik karbon havuzunun yaklaşık %25'ine denk gelmektedir. Küresel orman restorasyonu aynı zamanda kesintisiz iklim değişikliğinin 223 yılına kadar yaklaşık 2050 milyon hektar orman örtüsünün (çoğunlukla tropikal bölgelerde) azalmasına ve ilişkili biyolojik çeşitliliğin kaybolmasına yol açacağı için de zorunludur.^4,5. 

Arktik bölgede ağaçlandırma  

Arktik bölgesi, Arktik çemberi içinde 66° 33′N enleminin üstündeki Dünya'nın kuzey kısmını ifade eder. Bu bölgenin büyük bir kısmı (%60 civarı) deniz buzuyla kaplı Arktik Okyanusu tarafından işgal edilmiştir. Arktik kara kütlesi, tundrayı veya kuzey boreal ormanını destekleyen Arktik Okyanusu'nun güney kenarları etrafında yer almaktadır.  

Boreal ormanları (veya tayga), Kuzey Kutup Dairesi'nin güneyinde yer alır ve çoğunlukla çam, ladin ve karaçamlardan oluşan iğne yapraklı ormanlarla karakterize edilir. Uzun, soğuk kışlar ve kısa, yağışlı yazlar vardır. Yıl boyunca iğne şeklindeki yapraklarını koruyan soğuğa dayanıklı, kozalaklı, her dem yeşil, iğne yapraklı ağaçların (çam, ladin ve köknar) baskın olduğu görülür. Ilıman ormanlar ve tropikal ıslak ormanlarla karşılaştırıldığında, boreal ormanları daha düşük birincil verimliliğe sahiptir, daha az bitki türü çeşitliliğine sahiptir ve katmanlı orman yapısından yoksundur. Öte yandan, arktik tundra, alt toprağın kalıcı olarak donmuş olduğu kuzey yarımkürenin Arktik bölgelerinde boreal ormanlarının kuzeyinde yer almaktadır. Bu bölge çok daha soğuktur ve ortalama kış ve yaz sıcaklıkları sırasıyla -34°C ve 3°C - 12°C aralığındadır. Alt toprak kalıcı olarak donmuştur (permafrost) bu nedenle bitkilerin kökleri toprağın derinlerine nüfuz edemez ve bitkiler yere yakındır. Tundra çok düşük birincil üretkenliğe, düşük tür çeşitliliğine ve bitkilerin uzun gün ışığına tepki olarak hızla büyüdüğü 10 haftalık kısa büyüme mevsimine sahiptir.  

Arktik bölgelerdeki ağaç büyümesi permafrosttan etkilenir çünkü yüzey altı donmuş su derin kök büyümesini kısıtlar. Tundranın çoğunda sürekli permafrost bulunurken, boreal ormanlar çok az veya hiç permafrost olmayan alanlarda bulunur. Ancak, arktik permafrost etkilenmemiş değildir.  

Arktik iklimi ısındıkça (ki bu küresel ortalamanın iki katı hızla gerçekleşiyor), bunun sonucunda eriyen ve donmuş toprakların kaybı erken ağaç fidanlarının hayatta kalmasını artıracaktır. Çalı örtüsünün varlığının fidanların ağaçlara dönüşmesi ve daha fazla hayatta kalmasıyla pozitif olarak ilişkili olduğu bulunmuştur. Bölgedeki türlerin bileşimi ve ekosistemlerin işleyişi hızla değişmektedir. İklim ısındıkça ve donmuş topraklar azaldıkça, bitki örtüsü gelecekte ağaçsız Arktik'ten ağaç ağırlıklı Arktik'e kayabilir⁶.  

Bitki örtüsünün ağaçlarla dolu Arktik araziye kayması atmosferik CO2'yi azaltır mı?₂ geliştirilmiş fotosentez yoluyla ve iklim değişikliğinin azaltılmasına yardımcı olarak mı? Atmosferik CO2'yi ortadan kaldırmak için Arktik bölgesi ağaçlandırma için düşünülebilir mi?₂. Her iki durumda da, ağaçların büyümesine izin vermek için önce Arktik permafrost çözülmeli veya bozulmalıdır. Ancak, permafrostun çözülmesi atmosfere güçlü bir sera gazı olan ve daha fazla ısınmaya katkıda bulunan metan salınmasına neden olur. Permafrosttan metan salınımı ayrıca bölgedeki büyük orman yangınlarına da katkıda bulunur.  

Atmosferik CO2'nin uzaklaştırılması stratejisine gelince;₂ Arktik bölgede ağaçlandırma veya ağaçlandırma yoluyla fotosentez yoluyla ve bunun sonucunda ısınma ve iklim değişikliğinin hafifletilmesi yoluyla araştırmacılar,⁷ Bu yaklaşımın bölge için uygunsuz olduğunu ve iklim değişikliğinin hafifletilmesine ters etki ettiğini buldu. Bunun nedeni ağaç örtüsünün albedoyu (veya güneş ışığının yansımasını) azaltması ve yüzey karanlığını artırmasıdır, bu da ağaçların güneşten kardan daha fazla ısı emmesi nedeniyle net ısınmaya neden olur. Dahası, ağaç dikme faaliyetleri ayrıca Dünya'daki tüm bitkilerden daha fazla karbon depolayan Arktik toprağın karbon havuzunu da bozar.  

Bu nedenle, iklim değişikliği azaltma yaklaşımının mutlaka karbon odaklı olması gerekmez. İklim değişikliği, Dünya'nın enerji dengesiyle ilgilidir (atmosferde kalan güneş enerjisi ve atmosferden çıkan güneş enerjisinin net değeri). Sera gazları, Dünya atmosferinde ne kadar ısı tutulacağını belirler. Yüksek enlemlerdeki arktik bölgelerde, albedo etkisi (yani, güneş ışığının ısıya dönüştürülmeden uzaya geri yansıması) toplam enerji dengesi için daha önemlidir (atmosferik karbon depolamasından). Bu nedenle, iklim değişikliğini yavaşlatma genel hedefi bütünsel bir yaklaşım gerektirir.  

*** 

Referanslar:  

1. Keenan, TF, ve diğerleri. Artan CO2 nedeniyle küresel fotosentezdeki tarihi büyümede bir kısıtlama. Nat. Clim. Chang. 13, 1376–1381 (2023). DOI: https://doi.org/10.1038/s41558-023-01867-2 

2. Berkeley Lab. Haberleri – Bitkiler İklim Değişikliğini Yavaşlatmak İçin Bize Zaman Kazandırıyor – Ama Durdurmak İçin Yeterli Değil. Şurada mevcuttur: https://newscenter.lbl.gov/2021/12/08/plants-buy-us-time-to-slow-climate-change-but-not-enough-to-stop-it/ 

3. NASA. Karbondioksit. Şurada mevcuttur https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide/ 

4. Bastin, Jean-Francois ve diğerleri 2019. Küresel ağaç restorasyon potansiyeli. Bilim. 5 Temmuz 2019. Cilt 365, Sayı 6448 s. 76-79. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax0848 

5. Chazdon R. ve Brancalion P., 2019. Ormanları birçok amaca ulaşma aracı olarak restore etmek. Bilim. 5 Temmuz 2019 Cilt 365, Sayı 6448 s. 24-25. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax9539 

6. Limpens, J., Fijen, TPM, Keizer, I. ve diğerleri. Çalılar ve Bozulmuş Permafrost, Subarktik Turbalıklarda Ağaç Oluşumunun Yolunu Hazırlıyor. Ekosistemler 24, 370–383 (2021).  https://doi.org/10.1007/s10021-020-00523-6 

7. Kristensen, J.Å., Barbero-Palacios, L., Barrio, IC ve diğerleri. Ağaç dikimi kuzeydeki yüksek enlemlerde iklim çözümü değildir. Nat. Geosci. 17, 1087–1092 (2024). https://doi.org/10.1038/s41561-024-01573-4  

***