Jak vypadá koloběh uhlíku na Zemi...
Září - les jako zásobárna CO2
Oxid uhličitý je jednou z forem, v jaké se na Zemi vyskytuje klíčový organický prvek - uhlík. Ten je aktivním účastníkem řady procesů na zemském povrchu. Neustále putuje oběma směry mezi jednotlivými sférami Země, včetně atmosféry. Během těchto cest dochází k chemickým procesům, kdy se uhlík dostává do jiných sloučenin, nejen CO2. Proto tedy budeme hovořit o "koloběhu uhlíku" což je přesnější. Koloběh uhlíku funguje na Zemi prakticky od jejího vzniku.
Živé organismy během svého růstu odčerpávají uhlík z atmosféry a tím rostou. Každá rostlina, zvíře, ale i sám člověk je tak zásobárnou uhlíku. Rostlina je po odumření rozkládána organismy, které díky dýchání vrací uhlík zpět do atmosféry v podobě CO2, ale také ho ukládají v půdě. Za vhodných podmínek se zbytky organismů pomocí geologických procesů postupně přemění na uhlí či ropu a na dlouhou dobu uloží pod zem. Takové zásoby uhlíku pak známe jako ropu, plyn a uhlí. Vulkanická činnost ovšem z nitra Země do atmosféry uhlík zase přidává.
Důležitá je role oceánu - oxid uhličitý se do něj rozpouští v chladných vodách kolem pólů. Zde se reakcí s vodou přeměňuje na kyselinu uhličitou a okyseluje tak celé oceány. Naopak v teplých tropických vodách se do atmosféry zase uvolňuje. Z toho vyplývá, že postupné oteplování oceánů může snížit jejich schopnost pohlcovat uhlík a tím nás přivést do spirály výrazného růstu koncentrací v atmosféře a následně oteplování. Zatím však nic takového nepozorujeme.
Velká část je spotřebována podmořskými organismy, zejména mořskými řasami, které se vyskytují zejména v chladných vodách. V podstatném množství se také ukládá na dně oceánů do sedimentů na dně oceánských pánví. Zde se ukládá na dobu milionů let...
Celkově se díky změnám v posledních dvou staletích množství rozpuštěného uhlíku v oceánech dost zvýšilo. V důsledku toho máme nyní nejkyselejší oceány za posledních 650 000 let, pokles pH oceánů ohrožuje zejména korálové útesy a v návaznosti může způsobit další ekologické problémy.
Toky uhlíku na Zemi jsou přirozené a velmi vysoké. Rovnováha mezi přísunem a odběrem uhlíku z atmosféry je však velice křehká a v minulosti Země byla často narušována přirozenými procesy. Množství uhlíku v atmosféře kolísalo a ruku v ruce s tím kolísaly i teploty.
Lidská činnost se na koloběhu uhlíku též podepsala a to významně od 19. století. Zejména tím, že hluboko uložený a od atmosféry izolovaný uhlík začala těžit ve formě ropy a uhlí, pálit a tím uhlík uvolňovat do atmosféry, k čemuž by přirozenou cestou nedošlo. Kromě toho lidé způsobili odlesnění části Země, díky čemuž se uhlík již nemůže v takové míře vázat v biomase, jako dříve. Hluboký les váže více uhlíku než rozorané pole.
V rámci mohutných toků uhlíku na Zemi je lidský vliv jen malý a zdá se být téměř zanedbatelný. Ovšem právě tento malý vliv narušil křehkou rovnováhu. Ukazují to přístrojová měření a vzhledem k tomu, že se vzestup koncentrací shoduje s nástupem industrializace, tak se vliv člověka nepřímo prokazuje. Uhlíku v atmosféře přibývá, což má vliv na její fyzikální vlastnosti.
Lesy jako úložiště a zdroje uhlíku (vybráno ze Zelené knihy)
Lesy jsou nezbytnou součástí globálního cyklu uhlíku, a to díky své schopnosti vázat CO2 z atmosféry a ukládat ho ve své biomase a v půdě a tím vytvářet úložiště uhlíku. Růstem lesů se vyvažuje zvyšující se koncentrace skleníkových plynů v atmosféře. Znehodnocování lesů nebo jejich přeměna na jiný způsob využívání půdy naopak může způsobit významné emise skleníkových plynů. V důsledku požárů, rozkladu CS 10 CS biomasy nebo mineralizace organických složek půdy se lesy mohou stát zdrojem CO2.
Národní soupisy lesů členských států (NFI) jsou nejdůležitějšími zdroji dat pro určení, zda určitý les představuje úložiště nebo zdroj CO2. V současnosti z těchto soupisů vyplývá, že v lesích v EU převažuje přírůst nad mýcením. Z toho je patrné, že evropské lesy akumulují uhlík, a "lesní plocha" proto v současnosti funguje jako úložiště uhlíku. To znamená, že váže uhlík ve výši zhruba 0,5 Gt CO2/rok v porovnání s emisemi skleníkových plynů z průmyslu v EU- 27 ve výši 5 Gt ekvivalentu CO2/rok. Schopnost vázat a ukládat uhlík mohou ovlivnit kombinované účinky změny klimatu (např. častější výskyt ničivých bouřek), převažující výskyt staršího porostu a případné neplánované těžby dřeva ve větším rozsahu. V této souvislosti je důležité vědět, že lesy mohou poskytovat obnovitelné suroviny a energie, jichž lze využít jako náhrady za produkty a zdroje energie s větším obsahem uhlíku. Větší míra vázání uhlíku v lesním porostu a dřevěných výrobcích a omezené využívání fosilních paliv znamenají v konečném důsledku menší výskyt skleníkových plynů v atmosféře. Z dlouhodobého hlediska lze očekávat, že udržitelná strategie v oblasti lesního hospodářství, jejímž cílem je zachovat či zvýšit schopnost lesů ukládat uhlík, spolu s udržitelnou roční produkcí užitkového dřeva, vláknin či energie nejvíce přispějí ke zmírnění dopadů změny klimatu.
Zajímavé odkazy:
Na film sdružení Tereza, který se zabývá tématem Les a CO2 či Les, koloběh uhlíku a klimatické změny se můžete podívat on-line:
Slovníček
hrubá primární produkce (GPP) - množství uhlíku fixovaného fotosyntézou
autotrofní respirace (Ra) - ztráta uhlíku dýcháním rostlinou
čistá primární produkce (NPP) - rozdíl mezi GPP a Ra
heterotrofní respirace (Rh) - ztráta uhlíku dýcháním heterotrofních organismů (hlavně v půdě)
ekosystémová respirace (Re) - součet autotrofní respirace (Ra) a heterotrofní respirace (Rh)
čistá ekosystémová produkce (NE P) - hrubá primární produkce minus ekosystémová respirace
POLOMY, SMRŠTĚ, POŽÁRY
Mezi nejběžnější narušení lesa patří požáry, časté v Severní Americe (obr. 2 a 4), vichřice, známé z poslední doby v E vropě (obr. 5) a jako jejich stín invaze hmyzu (obr. 6). Častější výskyt a vyšší intenzitu narušení lze očekávat jako následek klimatické změny. V současnosti například dochází k rozpadu lesa v Britské Kolumbii v K anadě na území velikém 130 tisíc km2. Příčinou jsou požáry a následné invaze hmyzu. Na základě modelování bylo spočteno, že takto postižený les uvolní mezi lety 2000 a 2020 asi 990 Mt CO2, což odpovídá celkovým kanadským emisím z dopravy za 5 let. Podobně vichřice v Evropě, jako Lothar v roce 1999 nebo Gudrun v roce 2005, redukovaly čistou ekosystémovou produkci o 16 a 5,8 Mt uhlíku. To je docela málo v porovnání s následky hurikánu Katrina v USA, kdy jen v biomase stromů takto postižené oblasti bylo akumulováno 105 Mt uhlíku. To odpovídá 50 až 140 % celkové roční akumulace uhlíku v lesích celých Spojených států amerických.
VÝVOJ V ČÍSLECH
Zásoba dřevní biomasy v Č R činí 543 Mt, což představuje 272 Mt uhlíku. Hlavní část je vázána v nadzemní biomase (91 %) a zbytek v kořenech. Na 1 hektar lesní plochy připadá průměrně 100 tun uhlíku vázaného v nadzemní biomase a 150-200 tun uhlíku v půdě. Celkem je v našich lesních ekosystémech akumulováno 680-820 Mt uhlíku. Emise skleníkových plynů (včetně CO2) v ČR v roce 2007 činily celkem 150,8 Mt ekvivalentu CO2, tj. 41 Mt uhlíku. Srovnáním vyplyne, že v biomase stromů a v lesní půdě je vázán téměř dvacetinásobek uhlíku odpovídajícího celkovým ročním emisím skleníkových plynů. Vzhledem k tomu, že se plocha lesní půdy neustále zvětšuje, a to hlavně na úkor půdy zemědělské, zásoba uhlíku roste. Uplatňuje se také vzrůst doby obmýtí z 93 let ve třicátých letech 20. století na dnešních 115 let. Průměrný přírůst lesa přepočtený na 1 ha lesní půdy činil v padesátých letech 3,7 m3, dnes je to 6,8 m3. Přepočteno na uhlík, meziročně stoupá od padesátých let akumulace uhlíku ve dřevě o 15 kg uhlíku na hektar, z 1,06 t C/ha v roce 1950 na 1,89 t C/ha v roce 2007. Metody odhadu biomasy prošly v tomto období změnami, které se musejí brát na zřetel. Nicméně rostoucí akumulace uhlíku je patrná v celé Evropě. Podíváme-li se na vývoj roční depozice dusíku jako faktoru, který by mohl ovlivňovat produktivitu porostu, depozice prudce stoupla z asi 6 kg N/ha v roce 1950 na 11 kg N/ha v polovině 80. let, a poté v roce 2000 klesla na 8 kg. Nejvíce stoupala produkce biomasy mezi lety 1950 a 1980, kdy každý rok vzrostla akumulace uhlíku o 25 kg C/ha.
Sdílet článek na sociálních sítích
