Wzrost poziomu CO2 skutkuje zazielenieniem suchych obszarów Ziemi – jak to możliwe?
Zmiana klimatu niesie ze sobą wiele dalekosiężnych konsekwencji, a niektóre z nich okazują się zaskakujące. Mimo ostrzeżeń o powszechnym pustynnieniu naukowcy obserwują na przykład zazielenianie się suchych obszarów Australii, Afryki i Azji. Fenomen ów związany jest ze stale rosnącym poziomem CO2 w atmosferze i paradoksalnie stwarza zagrożenie dla globalnej równowagi biologicznej.
Suche obszary na świecie a zmiana klimatu
Aż 41,3% powierzchni lądu klasyfikowane jest jako obszary suche. Żyje w nich ponad 2 mld ludzi, którzy w ciągu wieków zaadaptowali się do lokalnych warunków częstego niedoboru wody. Obszary suche to bowiem nie to samo co pustynie – obserwuje się na nich opady deszczu, czasem wręcz intensywne, ale są one nieregularne i trudne do przewidzenia, a tempo parowania jest bardzo wysokie. W tych trudnych warunkach rozwinęły się jednak bogate ekosystemy obejmujące rośliny i zwierzęta tolerujące niedostatek wody, jak również szeroka gama grzybów i bakterii ważnych dla kondycji gleby.
Wskutek zmiany klimatu na obszarach suchych od lat obserwuje się wiele negatywnych tendencji – opadów bywa mniej, a wyższa temperatura przyspiesza parowanie. Dodatkowym wyzwaniem jest negatywny wpływ człowieka związany ze zbyt intensywnym wypasem zwierząt hodowlanych i nieodpowiedzialną gospodarką rolną. W rezultacie według IUCN 25-35% tych obszarów jest już poważnie zdegradowanych i zagraża im utrata różnorodności biologicznej oraz pustynnienie.
Czarne scenariusze nie wszędzie się jednak ziszczają…
Afrykański region Sahel w okresie pory deszczowej, źródło: NOAA, US Gov, Unidentified, Public domain, via Wikimedia Commons
W jaki sposób poziom CO2 wpływa na roślinność?
Od czasów sprzed rewolucji industrialnej poziom dwutlenku węgla w atmosferze wzrósł o 50%. Tylko w ostatnich 44 latach odnotowano 22% wzrost zawartości CO2 w powietrzu. Owo „zagęszczenie” jest odpowiedzialne za globalny wzrost temperatury i ogół zjawisk nazywanych dziś zmianą klimatu. Na obszarach suchych ma jednak zaskakujący efekt.
Rośliny do życia i wzrostu potrzebują słońca, wody oraz CO2 właśnie. To dzięki tym trzem podstawowym elementom zachodzi proces fotosyntezy, który generuje energię potrzebną do wzrostu, kwitnienia i owocowania. Wzrost poziomu dwutlenku węgla w powietrzu na obszarach suchych okazuje się mieć rezultat podobny do nawożenia – fotosynteza przyspiesza, a rozwój zielonych tkanek jest bujniejszy.
Efekt postępującego zazieleniania zaobserwowano na zdjęciach satelitarnych z południowo-wschodniej Australii, zachodnich Indii, północno-wschodniej Azji i południowo-wschodniej Afryki. W czerwcu 2024 r. w czasopiśmie „Nature” okazało się przełomowe badanie, które potwierdza fenomen rozwoju roślinności na obszarach suchych i zmniejsza prognozę pustynnienia wskutek zmiany klimatu do zaledwie 4% ich terytorium. Wysychać nadal będą przede wszystkim południowo-zachodnie Stany Zjednoczone, północno-wschodnia Brazylia i niektóre strefy Azji Środkowej.
Tabela przedstawiająca suche obszary na Ziemi, gdzie obserwuje się proces rozwoju roślinności; opracowanie własne na podst. https://www.nature.com/articles/s43247-024-01463-y
Błąd naukowców
Kolejne studia potwierdzają fakt, że ostrzeżenia naukowców na temat dalszego wysychania obszarów suchych były dramatycznie przeszacowane. Już w 2020 r. zespół klimatologów z Massachusetts wykazał, że w latach 1982 – 2015 6% suchych obszarów uległo procesowi pustynnienia – to zaledwie jedna czwarta wcześniejszych prognoz. Tempo przyrostu zieleni w problematycznych strefach było natomiast trzy razy wyższe niż tempo wysychania.
Skąd ta pomyłka? Uważa się, że winne były modele nie uwzględniające faktu, że zwiększony poziom CO2 w atmosferze zwiększa efektywność, z jaką rośliny wykorzystują wodę w otoczeniu bez względu na czynniki pogodowe. Badacze zestawiali tymczasem wskaźnik suchości klimatu z prognozowanymi trendami meteorologicznymi przy założeniu, że metabolizm zielonych tkanek pozostaje taki sam, co nie jest prawdą.
Sam efekt zwiększonej fotosyntezy w obecności wysokich ilości CO2 nie jest oczywiście wielką niespodzianką – rolnicy wykorzystują go od dekad w szklarniach.
Mapa przedstawiająca prognozy zazieleniania się suchych obszarów w latach 2030-2050; źródło: “Less than 4% of dryland areas are projected to desertify despite increased aridity under climate change” Xinyue Zhang, Jason P. Evans & Arden L. Burrell, Communications Earth & Environment volume 5, Article number: 300 (2024)
Problemy wynikające z zazieleniania się suchych obszarów
Czy zmiana prognozy z pustynnienia na rozwój roślinności nie powinna cieszyć? Wiele aspektów tego zjawiska jest oczywiście pozytywnych poczynając od faktu, że większa ilość lepiej rozwiniętych roślin pochłonie więcej CO2, produkując w zamian tlen. Nie zatrzyma to zmiany klimatu, ale może pomóc ją spowolnić, tym bardziej, że efekt zazielenienia mierzony wzrostem powierzchni liści obserwuje się już od lat 80. i to w różnych strefach klimatycznych. Według naukowców z uniwersytetu w Bostonie w 70% wynika on właśnie z dodatkowej podaży dwutlenku węgla, a inne czynniki obejmują m.in. zmiany w poziomie azotu.
Zazielenianie obszarów suchych w wielu przypadkach ma jednak związek z działalnością ludności, która je zamieszkuje. Wraz w rozwojem edukacji środowiskowej bardzo wielu rolników w krajach rozwijających się zaczęło uprawiać ziemię w bardziej odpowiedzialny sposób, np. sadząc drzewa i zielony nawóz oraz rozwijając irygację.
I tu pojawia się problem. Zazielenienie suchych obszarów to wzrost roślinnej produktywności, który wymaga dodatkowej wody, a tej na Ziemi nie mamy. Systemy nawodnienia, które z jednej strony pomagają zwiększyć plony, powodują ubytek wody gdzie indziej. Co gorsza, ekolodzy zwracają uwagę, że na ogromnej powierzchni obszarów suchych żyją gatunki wyspecjalizowane, które potrafią zbierać wilgoć z mgły i rannej kondensacji. Nowe realia zmniejszą ich przewagę konkurencyjną i uczynią je bezbronnymi wobec roślin, które zaczną się intensywnie rozrastać. Zagrożeniem są zwłaszcza gatunki inwazyjne, dla których wzrost poziomu CO2 może służyć pomocą w podporządkowaniu sobie kolejnych ekosystemów.
W Australii bujny rozwój buszu może również spowodować wzrost zagrożenia pożarami, które już dziś stanowią jeden z największych problemów ekologicznych. Fala ognia, która przetoczyła się przez kontynent w 2020 r. skorzystała właśnie na wyjątkowo wysokim zagęszczeniu zdrewniałej wegetacji, która jest wynikiem węglowego „nawożenia” atmosfery.
Jak widać, zmiana klimatu wciąż zaskakuje i to nawet naukowców. Tym samym trudno jest przewidzieć pełen łańcuch reakcji związanych z emisjami i eratyczną pogodą. Przynajmniej do połowy XXI w. obszary suche będą jednak korzystać z pokładów węgla w powietrzu, zmieniając dobrze znane nam krajobrazy.
Obszary suche na świecie – pytania i odpowiedzi
Co jest największym zagrożeniem dla obszarów suchych na świecie?
Suchym obszarom z jednej strony zagraża rosnący poziom temperatury, która zwiększa parowanie wody, z drugiej działalność ludzka, w tym wylesianie, uprawy rolne i hodowla zwierząt.
Jakie jest gospodarcze znaczenie obszarów suchych?
Mimo niesprzyjających warunków wodnych na obszarach suchych produkowane jest 44% żywności roślinnej i 50% hodowli zwierzęcej.
Jaka roślinność jest typowa dla obszarów suchych?
Naturalne ekosystemy na obszarach suchych obejmują sawanny, stepy, busz oraz niskie lasy.”
- „With CO2 Levels Rising, World’s Drylands Are Turning Green” Fred Pearce, https://e360.yale.edu/features/greening-drylands-carbon-dioxide-climate-change, 12/11/2024;
- “Drylands and land degradation” IUCN, https://iucn.org/our-work/topic/drylands-and-land-degradation, https://iucn.org/our-work/topic/drylands-and-land-degradation, 12/11/2024;
- “Less than 4% of dryland areas are projected to desertify despite increased aridity under climate change” Xinyue Zhang i in., https://www.nature.com/articles/s43247-024-01463-y, 12/11/2024;
- “Greening of the Earth and its drivers” Zaichun Zhu i in., https://www.nature.com/articles/nclimate3004, 12/11/2024;
- “Anthropogenic climate change has driven over 5 million km2 of drylands towards desertification” A L Burrell i in., https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7395722/, 12/11/2024;
- “Overestimated global dryland expansion with substantial increases in vegetation productivity under climate warming” Ziwei Liu i in., https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/accfb1, 12/11/2024;
