क्लायमेट चेंज मिटिगेशन: आर्टिकमध्ये झाडे लावल्याने ग्लोबल वार्मिंग खराब होते

वन पुनर्संचयित आणि वृक्षारोपण हे हवामान बदल कमी करण्यासाठी एक सुस्थापित धोरण आहे. तथापि, वापर आर्क्टिकमधील हा दृष्टीकोन तापमानवाढ बिघडवतो आणि हवामान बदल कमी करण्यासाठी प्रतिकूल आहे. याचे कारण असे की झाडांच्या आच्छादनामुळे अल्बेडो (किंवा सूर्यप्रकाशाचे प्रतिबिंब) कमी होते आणि पृष्ठभागावरील अंधार वाढतो ज्यामुळे निव्वळ तापमानवाढ होते (कारण झाडे बर्फापेक्षा सूर्यापासून जास्त उष्णता शोषून घेतात). पुढे, वृक्षारोपण क्रियाकलाप आर्क्टिक मातीच्या कार्बन पूलला देखील त्रास देतात जे पृथ्वीवरील सर्व वनस्पतींपेक्षा जास्त कार्बन साठवतात. म्हणून, हवामान बदल कमी करण्याच्या दृष्टीकोनात कार्बन केंद्रित असणे आवश्यक नाही. हवामानातील बदल म्हणजे पृथ्वीच्या उर्जा संतुलनाविषयी (वातावरणात राहणाऱ्या सौरऊर्जेचे जाळे आणि वातावरणातून निघणारी सौरऊर्जा). हरितगृह वायूंचे प्रमाण पृथ्वीच्या वातावरणात किती उष्णता टिकून आहे हे ठरवते. आर्क्टिक प्रदेशात, उच्च अक्षांशांवर, एकूण उर्जा संतुलनासाठी अल्बेडो प्रभाव (म्हणजे, उष्णतेमध्ये रूपांतरित न होता अंतराळात सूर्यप्रकाशाचे परावर्तन) अधिक महत्वाचे आहे (वातावरणातील कार्बन संचयनामुळे हरितगृह परिणामापेक्षा). म्हणूनच, हवामान बदल कमी करण्याच्या एकूण उद्दिष्टासाठी सर्वांगीण दृष्टीकोन आवश्यक आहे.   

वनस्पती आणि प्राणी सतत कार्बन डायऑक्साइड (CO₂) श्वसनाद्वारे वातावरणात. जंगलातील आग आणि ज्वालामुखीचा उद्रेक यासारख्या काही नैसर्गिक घटना देखील CO सोडतात₂ वातावरणात वातावरणातील CO मध्ये संतुलन₂ प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे सूर्यप्रकाशाच्या उपस्थितीत हिरव्या वनस्पतींद्वारे नियमित कार्बन जप्त करून राखले जाते. तथापि, 18 पासून मानवी क्रियाकलाप^th शतक, विशेषत: कोळसा, पेट्रोलियम तेल आणि नैसर्गिक वायू यांसारख्या जीवाश्म इंधनांचे उत्खनन आणि जाळणे, यामुळे वातावरणातील CO चे प्रमाण वाढले आहे.₂.  

विशेष म्हणजे, CO च्या एकाग्रतेत वाढ₂ वातावरणात कार्बन फर्टिलायझेशन प्रभाव दाखवण्यासाठी ओळखले जाते (म्हणजे, हिरव्या वनस्पती अधिक CO च्या प्रतिसादात अधिक प्रकाशसंश्लेषण करतात₂ वातावरणात). सध्याच्या स्थलीय कार्बन सिंकचा एक चांगला भाग वाढत्या CO च्या प्रतिसादात या वाढलेल्या जागतिक प्रकाशसंश्लेषणास कारणीभूत आहे.₂. 1982-2020 दरम्यान, वातावरणात 12 पीपीएम ते 17 पीपीएम पर्यंत जागतिक कार्बन डायऑक्साइड सांद्रता 360% वाढल्याच्या प्रतिसादात जागतिक प्रकाशसंश्लेषण सुमारे 420% वाढले.^1,2.  

स्पष्टपणे, वाढलेले जागतिक प्रकाशसंश्लेषण औद्योगिकीकरण सुरू झाल्यापासून सर्व मानववंशीय कार्बन उत्सर्जन वेगळे करू शकत नाही. परिणामी, वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइड (CO₂) गेल्या दोन शतकांमध्ये प्रभावीपणे सुमारे 50% ने वाढून 422 पीपीएम (सप्टेंबर 2024 मध्ये) झाली आहे.³ जे 150 मध्ये त्याच्या मूल्याच्या 1750% आहे. कार्बन डायऑक्साइड (CO₂) हा एक महत्त्वाचा हरितगृह वायू आहे, वातावरणातील CO मध्ये ही लक्षणीय वाढ₂ ग्लोबल वार्मिंग आणि हवामान बदलामध्ये योगदान दिले आहे.  

ध्रुवीय बर्फ आणि हिमनद्या वितळणे, तापमान वाढणे, समुद्राची पातळी वाढणे, पूर येणे, आपत्तीजनक वादळे, वारंवार आणि तीव्र दुष्काळ, पाण्याची टंचाई, उष्णतेच्या लाटा, तीव्र आग आणि इतर प्रतिकूल परिस्थिती या स्वरूपात हवामान बदल प्रकट होतो. त्याचे लोकांच्या जीवनावर आणि उपजीविकेवर गंभीर परिणाम होतात म्हणून ते कमी करणे अत्यावश्यक आहे. म्हणून, या शतकाच्या अखेरीस जागतिक तापमानवाढ आणि तापमान वाढ 1.5 डिग्री सेल्सिअसपर्यंत मर्यादित ठेवण्यासाठी, संयुक्त राष्ट्र हवामान बदल परिषद 43 पर्यंत जागतिक हरितगृह वायू उत्सर्जनात 2030% कपात करणे आवश्यक आहे हे त्यांनी ओळखले आहे आणि पक्षांना जीवाश्म इंधनापासून दूर जाण्याचे आवाहन केले आहे. निव्वळ शून्य उत्सर्जन 2050 आहे.  

कार्बन उत्सर्जन कमी करण्याव्यतिरिक्त, वातावरणातील कार्बन काढून टाकण्याद्वारे हवामान कृती देखील समर्थित होऊ शकते. वातावरणातील कार्बन पकडण्यात कोणतीही सुधारणा उपयुक्त ठरेल.  

महासागरातील फायटोप्लँक्टन, केल्प आणि अल्गल प्लँक्टन्सद्वारे सागरी प्रकाशसंश्लेषण कार्बन कॅप्चरच्या अर्ध्या भागासाठी जबाबदार आहे. असे सुचवले जाते की मायक्रोअल्गल बायोटेक्नॉलॉजी प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे कार्बन कॅप्चर करण्यास योगदान देऊ शकते. वृक्षारोपणाद्वारे जंगलतोड पूर्ववत करणे आणि वनजमीन पुनर्संचयित करणे हे हवामान कमी करण्यासाठी खूप उपयुक्त ठरू शकते. एका अभ्यासात असे आढळून आले आहे की जागतिक वनक्षेत्र वाढवण्यामुळे महत्त्वपूर्ण योगदान मिळू शकते. यावरून असे दिसून आले आहे की सध्याच्या हवामानात जागतिक वृक्ष छत क्षमता 4.4 अब्ज हेक्टर आहे, म्हणजे विद्यमान आच्छादन वगळल्यानंतर अतिरिक्त 0.9 अब्ज हेक्टर छत आच्छादन (जंगल क्षेत्राच्या 25% वाढीइतके) तयार केले जाऊ शकते. हे अतिरिक्त कॅनोपी कव्हर तयार केल्यास ते सुमारे 205 गिगाटन कार्बन जप्त करेल आणि साठवेल जे सध्याच्या वातावरणातील कार्बन पूलच्या सुमारे 25% आहे. जागतिक वन पुनर्संचयित करणे देखील अत्यावश्यक आहे कारण अविरत हवामान बदलामुळे 223 पर्यंत सुमारे 2050 दशलक्ष हेक्टर वन आच्छादन (बहुतेक उष्णकटिबंधीय भागात) कमी होईल आणि संबंधित जैवविविधता नष्ट होईल.^4,5. 

आर्क्टिक प्रदेशात वृक्षारोपण  

आर्क्टिक प्रदेश म्हणजे आर्टिक वर्तुळातील 66° 33′N अक्षांश वरील पृथ्वीच्या उत्तरेकडील भागाचा संदर्भ. या प्रदेशाचा बराचसा भाग (सुमारे 60%) समुद्राच्या बर्फाच्छादित आर्क्टिक महासागराने व्यापलेला आहे. आर्टिक लँडमास आर्टिक महासागराच्या दक्षिणेकडील मार्जिनभोवती वसलेले आहे जे टुंड्रा किंवा उत्तर बोरियल जंगलाला समर्थन देते.  

बोरियल जंगले (किंवा टायगा) आर्क्टिक सर्कलच्या दक्षिणेस वसलेली आहेत आणि शंकूच्या आकाराची जंगले आहेत ज्यात मुख्यतः पाइन्स, स्प्रूस आणि लार्च असतात. त्यात लांब, थंड हिवाळा आणि लहान, ओला उन्हाळा असतो. थंडी सहन करणाऱ्या, शंकू धारण करणारी, सदाहरित, शंकूच्या आकाराची झाडे (पाइन्स, स्प्रूस आणि फिर्स) यांचे प्राबल्य आहे जे त्यांची सुईच्या आकाराची पाने वर्षभर टिकवून ठेवतात. समशीतोष्ण जंगले आणि उष्णकटिबंधीय आर्द्र जंगलांच्या तुलनेत, बोरियल जंगलांची प्राथमिक उत्पादकता कमी आहे, वनस्पती प्रजातींची विविधता कमी आहे आणि स्तरित वनसंरचनेचा अभाव आहे. दुसरीकडे, आर्क्टिक टुंड्रा उत्तर गोलार्धातील आर्टिक प्रदेशांमध्ये बोरियल जंगलांच्या उत्तरेस स्थित आहे, जिथे माती कायमस्वरूपी गोठलेली असते. हिवाळा आणि उन्हाळ्यातील सरासरी तापमान अनुक्रमे -34°C आणि 3°C - 12°C या श्रेणीतील असल्याने हा प्रदेश जास्त थंड आहे. जमिनीच्या पृष्ठभागावरील माती कायमस्वरूपी गोठलेली असते (परमाफ्रॉस्ट) त्यामुळे झाडांची मुळे जमिनीत खोलवर जाऊ शकत नाहीत आणि झाडे जमिनीपर्यंत खाली येतात. टुंड्रामध्ये अत्यंत कमी प्राथमिक उत्पादकता, कमी प्रजातींची विविधता आणि 10 आठवड्यांचा लहान वाढीचा हंगाम असतो जेव्हा झाडे दीर्घ दिवसाच्या प्रकाशात वेगाने वाढतात.  

आर्क्टिक प्रदेशातील झाडांच्या वाढीवर परमाफ्रॉस्टचा परिणाम होतो कारण भूपृष्ठावरील गोठलेले पाणी खोल मुळांच्या वाढीस प्रतिबंध करते. बहुतेक टुंड्रामध्ये सतत पर्माफ्रॉस्ट असते तर बोरियल जंगले कमी किंवा कमी पर्माफ्रॉस्ट नसलेल्या भागात असतात. तथापि, आर्क्टिक पर्माफ्रॉस्ट अप्रभावित नाही.  

आर्क्टिक हवामान गरम होत असताना (जे जागतिक सरासरीपेक्षा दुप्पट वेगाने होत आहे), परिणामी वितळणे आणि पर्माफ्रॉस्टचे नुकसान लवकर झाडांच्या रोपांचे अस्तित्व वाढवेल. झुडूप छतची उपस्थिती पुढील जगण्याशी आणि झाडांमध्ये रोपांच्या वाढीशी सकारात्मक संबंध असल्याचे आढळून आले. प्रजातींची रचना आणि प्रदेशातील परिसंस्थेचे कार्य झपाट्याने बदलत आहे. जसजसे हवामान उष्ण होत जाते आणि पर्माफ्रॉस्ट क्षीण होत जाते, तसतसे भविष्यात वनस्पती वृक्ष-कमी आर्क्टिकमधून वृक्षप्रधान प्रदेशात बदलू शकते.⁶.  

झाडांचे वर्चस्व असलेल्या आर्क्टिक लँडस्केपमध्ये वनस्पती स्थलांतर केल्यास वातावरणातील CO कमी होईल₂ वर्धित प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे आणि हवामान बदल कमी करण्यास मदत? वातावरणातील CO काढून टाकण्यासाठी आर्क्टिक प्रदेशाचा वनीकरणासाठी विचार केला जाऊ शकतो₂. दोन्ही परिस्थितींमध्ये, आर्क्टिक पर्माफ्रॉस्ट झाडांच्या वाढीस अनुमती देण्यासाठी प्रथम वितळले पाहिजे किंवा खराब झाले पाहिजे. तथापि, पर्माफ्रॉस्ट वितळल्याने वातावरणात मिथेन सोडला जातो जो एक शक्तिशाली हरितगृह वायू आहे आणि पुढील तापमानवाढीस हातभार लावतो. पर्माफ्रॉस्टमधून मिथेन सोडणे देखील या प्रदेशात मोठ्या प्रमाणात वणव्याला कारणीभूत ठरते.  

वातावरणातील CO काढून टाकण्याच्या धोरणासाठी₂ आर्टिक प्रदेशात वनीकरण किंवा वृक्षारोपण करून प्रकाशसंश्लेषण आणि परिणामी तापमानवाढ आणि हवामान बदल कमी करणे, संशोधक⁷ हा दृष्टीकोन प्रदेशासाठी अनुपयुक्त आणि हवामान बदल कमी करण्यासाठी प्रतिकूल असल्याचे आढळले. याचे कारण असे आहे की झाडांच्या आच्छादनामुळे अल्बेडो (किंवा सूर्यप्रकाशाचे प्रतिबिंब) कमी होते आणि पृष्ठभागावरील अंधार वाढतो ज्यामुळे निव्वळ तापमानवाढ होते कारण झाडे बर्फापेक्षा सूर्यापासून जास्त उष्णता शोषून घेतात. पुढे, वृक्षारोपण क्रियाकलाप आर्क्टिक मातीच्या कार्बन पूलला देखील त्रास देतात जे पृथ्वीवरील सर्व वनस्पतींपेक्षा जास्त कार्बन साठवतात.  

म्हणून, हवामान बदल कमी करण्याच्या दृष्टीकोनात कार्बन केंद्रित असणे आवश्यक नाही. हवामानातील बदल म्हणजे पृथ्वीच्या उर्जा संतुलनाविषयी (वातावरणात राहणाऱ्या सौरऊर्जेचे जाळे आणि वातावरणातून निघणारी सौरऊर्जा). पृथ्वीच्या वातावरणात किती उष्णता टिकून आहे हे हरितगृह वायू ठरवतात. उच्च अक्षांशांवर आर्क्टिक प्रदेशात, एकूण उर्जा संतुलनासाठी अल्बेडो प्रभाव (म्हणजेच, सूर्यप्रकाशाचे उष्णतेमध्ये रूपांतर न होता अंतराळात परावर्तित होणे) अधिक महत्त्वाचे आहे (वातावरणातील कार्बन संचयापेक्षा). म्हणूनच, हवामान बदल कमी करण्याच्या एकूण उद्दिष्टासाठी सर्वांगीण दृष्टीकोन आवश्यक आहे.  

*** 

संदर्भ:  

1. कीनन, टीएफ, इत्यादी. वाढत्या CO2मुळे जागतिक प्रकाशसंश्लेषणातील ऐतिहासिक वाढीवर मर्यादा. नॅट. चढणे. चांग. 13, 1376–1381 (2023). DOI: https://doi.org/10.1038/s41558-023-01867-2 

2. बर्कले लॅब. बातम्या – हवामान बदल कमी करण्यासाठी वनस्पती आम्हाला वेळ देतात – परंतु ते थांबवण्यासाठी पुरेसे नाही. येथे उपलब्ध आहे https://newscenter.lbl.gov/2021/12/08/plants-buy-us-time-to-slow-climate-change-but-not-enough-to-stop-it/ 

3. नासा. कार्बन डायऑक्साइड. येथे उपलब्ध आहे https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide/ 

4. बॅस्टिन, जीन-फ्रँकोइस एट अल 2019. जागतिक वृक्ष पुनर्संचयित क्षमता. विज्ञान. 5 जुलै 2019. खंड 365, अंक 6448 pp. 76-79. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax0848 

5. चाझडॉन आर., आणि ब्रँकॅलियन पी., 2019. अनेक टोकांचे साधन म्हणून जंगले पुनर्संचयित करणे. विज्ञान. 5 जुलै 2019 खंड 365, अंक 6448 पृ. 24-25. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax9539 

6. लिम्पेन्स, जे., फिजेन, टीपीएम, केइझर, आय. आणि इतर. झुडपे आणि खराब झालेले पर्माफ्रॉस्ट सबार्क्टिक पीटलँड्समध्ये वृक्षांच्या स्थापनेचा मार्ग मोकळा करतात. इकोसिस्टम 24, 370–383 (2021).  https://doi.org/10.1007/s10021-020-00523-6 

7. क्रिस्टनसेन, जे.Å., बार्बेरो-पॅलेसिओस, एल., बॅरिओ, आयसी इ. उत्तर उच्च अक्षांशांवर वृक्ष लागवड हा हवामानाचा उपाय नाही. नॅट. Geosci. १७, १०८७–१०९२ (२०२४). https://doi.org/10.1038/s41561-024-01573-4  

***