Lasy też niekoniecznie pomogą

10 lutego 2016
Blog szalonych naukowców

3598029211_da12cf8911_bBardziej stali czytelnicy tego bloga pewnie wiedzą, że mój entuzjazm dla walki z globalnym ociepleniem przez sadzenie drzew jest co najmniej umiarkowany.

Drzewa to biomasa, a węgiel z biomasy w biogeochemicznym obiegu tego pierwiastka to jedna z bardziej ruchliwych postaci.

Drzewa oczywiście asymilują węgiel, ale jak każdy organizm tlenowy oddychają, uwalniając go z powrotem. Do tego dochodzą straty węgla w procesie zwanym fotooddychaniem (który towarzyszy fotosyntezie, zwłaszcza w wyższej temperaturze, ale z oddychaniem nic wspólnego nie ma). Dopóki jednak żyją i fotosyntetyzują, glony i rośliny więcej węgla gromadzą w ciałach, niż wydychają.

W odróżnieniu od krótko żyjących glonów i roślin zielnych drzewa gromadzą ten węgiel na dość długo w skali ludzkiego życia. Niektóre osobniki na tysiąclecia. Jednak właśnie tylko niektóre. Nie mówiąc już o siewkach, z których większość szybko ginie, nawet dojrzałe drzewa rzadko dożywają tysięcy lat. Prędzej trafiają na powalający wiatr, pożar czy wreszcie pod topór.

Oczywiście, asymilacja węgla to nie jest jedyna funkcja lasów. To w ogóle nie jest ich podstawowa funkcja ani dla gospodarki, ani dla żywej części przyrody. Aby zostać zgromadzonym na dłużej, węgiel z drewna nie powinien trafić do pieca czy tartaku, nawet nie powinien być skonsumowany przez owady czy grzyby – powinien w ogóle wypaść z biosfery i przejść do litosfery w postaci torfu, a po milionach lat węgla brunatnego, kamiennego czy innych złoży węglowodorów. Dlatego piękny las grądowy czy bór świeży może być słabym magazynem węgla w porównaniu z lichym lasem czy borem bagiennym.

Asymilacja węgla to nie jest również jedyny sposób, w jaki lasy oddziałują na klimat. Las w porównaniu z łąką czy polem ma inny przepływ masy i energii. Inaczej kształtuje obieg wody czy gazów cieplarnianych (z których te z węglem są najważniejsze, ale nie jedyne). Ma też inne albedo, czyli współczynnik odbijania promieniowania słonecznego. Zagadnienia te są skomplikowane, co nie znaczy, że zupełnie tajemnicze i nieogarnialne, jak sugerują niektórzy. Co do zasady uznaje się, że pokrywa leśna w porównaniu z otwartymi terenami raczej łagodzi ocieplenie. (To oczywiście nie działa w odniesieniu do pokrywy śnieżnej czy lodowej, która bardzo skutecznie uruchamia dodatnie sprzężenie zwrotne prowadzące do globalnego ochłodzenia).

To przekonanie jest dla wszystkich wygodne. Trafia w popularny obraz: natura, dostojne drzewa, tajemnicze puszcze, Entowie – samo dobro. Kontra: eksploatacja, wyrąb, beton, Orkowie – samo zło. Ci, którzy wycinają drzewa w celu zaspokojenia chciwości, przyczyniają się do globalnego ocieplenia, a ci, którzy sadzą drzewa – walczą z nim.

Dość przypomnieć przykład doliny Rospudy, która jest tak wyjątkowa, bo jest unikatowym w skali Europy ekosystemem nieleśnym, a której obronę wielu kojarzy raczej z przykuwaniem się do drzew w sąsiedniej Puszczy Augustowskiej (z przyrodniczego punktu widzenia w skali Europy dość zresztą banalnej). Również wiele lokalnych aktywności obywatelskich zawiązuje się wokół kontrowersyjnych wycinek drzew w parkach czy przy drogach.

Obrońcy drzew to nie tylko radykalni ekolodzy. Do takiej walki z globalnym ociepleniem poczuwać się mogą też leśnicy czy plantatorzy. Co prawda wycinają drzewa dla celów gospodarczych (każdy woli drewniane meble niż plastikowe albo drewno w kominku niż koks w kotłowni), ale sadzą nowe, czasem nawet więcej. Plantatorzy wycinają drzewa mało pożyteczne, a sadzą np. palmę olejową, której uprawa może zmniejszyć zużycie ropy. Politycy też łatwo mogą podbić sobie punkty popularności, sadząc jakieś symboliczne drzewo czy lokując jakiś park w miejsce „nieużytku”. Sieci hotelowe ogłaszają, że w zamian za oszczędność w praniu ręczników posadzą drzewo. Jakaś firma ogłasza, że za umieszczenie jej banera na witrynie internetowej posadzi kolejne drzewo, a baner będzie obwieszczał, że witryna jest emisyjnie neutralna. I tak dalej.

Ostatnio w „Science” ukazało się badanie potwierdzające te intuicje. Z satelitarnych pomiarów pokrywy leśnej i sezonowej temperatury wynika, że wylesienie obszarów zwiększa dobową zmienność temperatury. Z lekcji środowiska społeczno-przyrodniczego (kiedyś był taki przedmiot w nauczaniu początkowym) pamiętam to samo. Las nocą grzeje, w dzień chłodzi, a otwarte pole ma większą zmienność temperatur. Analogicznie z zimą i latem. Z przytoczonego badania wynika jednak, że ta zwiększona zmienność może co prawda skutkować zimniejszą niż zwykle temperaturą minimalną (i komentarzami mędrków o nadchodzącym ochłodzeniu), ale przez jeszcze wyższą niż zwykle temperaturę maksymalną, średnia temperatura też się ostatecznie podnosi. Zatem wylesienie przyczynia się do globalnego ocieplenia – brak zaskoczeń.

Jednak już z tego badania wynika, że efekt nie jest tak samo silny w każdym przypadku. Najwyraźniejszy jest w klimacie suchym, a w klimacie umiarkowanym już mniej. Jeszcze zaś mniej w klimacie międzyzwrotnikowym i borealnym. Tu właśnie ujawniają się te komplikacje związane z obiegiem wody czy albedo, bo śródziemnomorski las wawrzynolistny to co innego niż tajga. Nie może więc zaskakiwać, że np. środkowoeuropejski grąd (las grabowo-lipowo-dębowy) na żyznych glebach jest inny niż środkowoeuropejski bór sosnowy na piaskach. W tym samym numerze „Science” opublikowano inną pracę dotykającą właśnie tego problemu.

Badacze przeanalizowali europejskie lasy od czasu rewolucji przemysłowej. W tym momencie nastąpiło gwałtowne wylesienie. Po pierwsze, początek rewolucji przemysłowej wiązał się ze znacznym zużyciem węgla drzewnego, po drugie – u schyłku małej epoki lodowej bardzo intensywnie rozwinęło się rolnictwo, w dużej mierze dzięki postępom melioracji i zwiększeniu zapotrzebowania na żywność. Dalszy postęp rewolucji jednak odwrócił tę tendencję – po mniej więcej wieku węgiel drzewny został zastąpiony węglem kopalnym, a żywność zaczęto sprowadzać z kolonii (aktualnych czy wyzwolonych). Poprzednio wylesione tereny zaczęto znowu zalesiać (w Polsce to dość wyraźnie stało się po II wojnie światowej, polecam przestudiować dawne i obecne zdjęcia lotnicze). Można by się więc spodziewać odwrócenia efektu na klimat.

Jednak medal ma dwie strony. O tym, że węgiel drzewny jest praktycznie neutralny dla obiegu biogeochemicznego, wiadomo z pierwszych akapitów tego wpisu. O tym, że spalanie węgla zmagazynowanego przez miliony lat ten cykl zasila, też. Jednak ja nie o tym teraz. Artykuł, o którym piszę, wziął pod uwagę nie tylko powierzchnię lasów, ale też ich strukturę. XIX i XX wiek to rozkwit leśnictwa. Wcześniej lasy mniej więcej rosły, tak jakoś samo wychodziło. Cięte też były, jak tam właściciel miał kaprys i potrzebę. W szczególności niektóre lasy były traktowane jako mateczniki zwierzyny łownej i były prawie w ogóle poza tym niegospodarowane (a za ścięcie drzewa w lesie pańskim czy królewskim groziły surowe kary). Rozwój leśnictwa jako nauki pozwolił jednak na podniesienie wydajności lasów jako uprawy drewna. Jedne gatunki zaczęły być preferowane, inne mniej lub bardziej eliminowane. Często metodą prób i błędów wycofywano się z wcześniejszych pomysłów, które nieźle wychodziły w arboretach, a słabo w naturze, jak np. uprawa daglezji. Niektóre pomysły, jak sadzenie nizinnych odmian świerka w Górach Izerskich, zakończyły się spektakularną katastrofą w latach 80. XX w. Inne pomysły wychodziły lepiej. W każdym razie o ile dawniej w wilgotniejszej i cieplejszej części Europy dominowały lasy liściaste – buczyny lub grądy, a w miejscach bagiennych olsy – o tyle gospodarka leśna z różnych względów faworyzuje gatunki iglaste. Jednym z powodów może być to, że naturalne siedliska lasów liściastych w większości zmieniono na pola, a pozostały raczej siedliska lasów iglastych i mieszanych.

Tu po raz kolejny wraca kwestia tego, co za las uważają różni ludzie. Trywialne jest, że dla geodety np. las to to, co jest na mapie działką o odpowiedniej powierzchni przeznaczoną do wykorzystania leśnego, a nie np. budowlanego – niezależnie od tego, czy rośnie tam jakiekolwiek drzewo i na odwrót – działka budowlana nie jest lasem, nawet jeśli ma stuprocentowe pokrycie drzewostanu. Dla ekologów roślinnych przeciwnie – najważniejszy jest skład gatunkowy i formy życiowe roślin z danego obszaru – jeżeli przeważają drzewa, jest to las. Oczywiście, tu też wchodzi element werdyktu arbitralnego. Np. przy rozróżnieniu między borem bagiennym a torfowiskiem przyjmuje się wartość graniczną 50 proc. pokrycia. Czasem więc wystarczy, że przewróci się jedno drzewo i z rzadkiego boru bagiennego robi się na jakiś czas silnie zarośnięte torfowisko otwarte. Jednak to tylko jedna z warstw lasu. W nauce o zbiorowiskach roślinnych (fitosocjologii) poszczególne rodzaje lasu wyróżniane są nie tylko na podstawie tworzących je drzew, ale równie ważne są rośliny runa. Np. buczyny dzieli się na podstawie tego, jakie mają w runie gatunki żywca (taka grupa dzikich rzeżuch), kosmatek (rodzaj trawopodobnych roślin) itd.

Kiedy student fitosocjologii trafia do tego, co za las uważają zwykli ludzie, jak również leśnicy, nieraz ma konfuzję – w runie rosną inne gatunki, niż wynikałoby z drzewostanu albo w drzewostanie występują gatunki razem w naturze niespotykane. Tak jest, gdy jest to las gospodarczy posadzony według jakiegoś planu bez zbytniego oglądania się na naturalne warunki. Często polega to na tym, że wszystko wskazuje np. na mało żyzny grąd, poza jednym – w drzewostanie zamiast grabów i lip dominuje sosna i świerk. Z punktu widzenia innego obserwatora to w sumie nawet może wyglądać lepiej, bo jest (albo wygląda, jakby była na pierwszy rzut oka) większa różnorodność.

A co wynika z analiz pod kątem łagodzenia zmian klimatu? Otóż okazuje się, że lasy gospodarcze w okresie od rewolucji przemysłowej w bilansie raczej więcej węgla emitują, niż pochłaniają. Nawet jeśli preferowane gatunki asymilują dużo węgla, to w lasach gospodarczych mniej drewna „się marnuje”, a więc mniej węgla trafia do podłoża, a więcej do przemysłu drzewnego. Poza tym drzewa iglaste mają inną gospodarkę wodną (są lepiej przystosowane do warunków suszy, także fizjologicznej, gdy woda jest zamarznięta, co tłumaczy ich powszechność w rejonie śródziemnomorskim i borealnym) i inaczej odbijają światło. To wszystko sprawia, że według obliczeń w ostatnich dwóch i pół wieku europejskie lasy nie tylko nie spowolniły globalnego ocieplenia, ale przyczyniły się do niego w pewnym (niewielkim) stopniu.

Zatem jestem dość sceptyczny, podobnie jak wtedy, gdy pisałem, że fitoplankton nie pomoże. Czy zatem sadzenie drzew to zły pomysł na walkę z globalnym ociepleniem? Niekoniecznie, trzeba jednak robić to z odpowiednią wiedzą. Jak pisałem, zamiana bagiennego lasu na również zadrzewioną plantację drzew może przynieść bardzo złe skutki. Zamiana lasu w miarę naturalnego na plantację drewna w naszych warunkach może mieć mniej wyraźne skutki negatywne (przynajmniej w obszarze zmian klimatu), ale zamiana pola czy obszaru zabudowanego na w miarę naturalny las (w rozumieniu ekologów) mimo wszystko może mieć skutki pozytywne. A gdyby tak jeszcze zaprzestać ich odwadniania, to jest szansa na jeszcze lepsze rezultaty.

Piotr Panek
fot. USFS Region 5, licencja CC BY 2.0

ResearchBlogging.org

  • Alkama, R., & Cescatti, A. (2016). Biophysical climate impacts of recent changes in global forest cover Science, 351 (6273), 600-604 DOI: 10.1126/science.aac8083
  • Naudts, K., Chen, Y., McGrath, M., Ryder, J., Valade, A., Otto, J., & Luyssaert, S. (2016). Europes forest management did not mitigate climate warming Science, 351 (6273), 597-600 DOI: 10.1126/science.aad7270