Autor teksta: Marko Cvrlje
Fotografija naslovnice: Marko Doboš
“The one who plants trees, knowing that he will never sit in their shade, has at least started to understand the meaning of life.” – Rabindranath Tagore
Stabla i šume imaju važnu ulogu u globalnom klimatskom sustavu budući da apsorbiraju 1/3 antropogenih emisija CO2 te tako pohranjuju velike količine ugljika u svojoj biomasi i tlu [1].
Također, kroz evapotranspiraciju – isparavanje vode kroz procese biljaka (transpiracija) te iz tla (evaporacija) – utječu na temperaturu zraka, vlažnost i stvaranje oblaka. Time sudjeluju u hidrološkom ciklusu, odnosno kruženju vlage i padalina (slika 1).
Atmosferska vlaga stvorena evapotranspiracijom predstavlja značajan izvor padalina. Najmanje 40 % padalina na kopnu dolazi od evapotranspiracije, dok se na nekim područjima taj postotak penje i više. Primjerice, evapotranspiracija iz šuma Amazone pridonosi slivu rijeke La Plata sa više od 70% padalina [2]. U tropima, zrak koji prijeđe preko šumskog područja donosi dvostruko više kiše nego zrak koji prolazi preko područja smanjene vegetacije [3], dok je istraživanje provedeno u dvije francuske regije pokazalo da se ljetni oblaci pojavljuju češće iznad šuma nego okolnog poljoprivrednog zemljišta [4]. Također, dokazano je i da borealne šume (tajge) sudjeluju u nastanku oblaka [5].
S druge strane, deforestacija može značajno smanjiti evapotranspiraciju [6, 7, 8], izmijeniti klimatske prilike i dovesti do toplijih uvjeta u tropima [9]. Kako je navedeno u jednom znanstvenom radu, pregled dvadeset šest hidroloških istraživanja sa područja Amazone te četrnaest istraživanja deforestacije je pokazao vezu između gubitka šumskog pokrova i smanjenja padalina [10]. Bazen Amazone, riznica bioraznolikosti koja obuhvaća 40% ukupne površine svih tropskih šuma, sudjeluje u kruženju ugljika utječući na regionalne i globalne klimatske prilike te je time važna komponenta klimatskog sustava [11]. Deforestacija, čiji je glavni razlog konverzija šuma u pašnjake te uzgoj usjeva za stoku [12, 13, 14], dovodi do smanjene evapotranspiracije i količine padalina u regiji [15], pretvarajući ovo sveto tlo urođenika, našu zajedničku svjetsku prirodnu baštinu u savanu. Takav trend samo u Brazilu može izložiti 11 milijuna ljudi toplinskim udarima izrazito opasnim po zdravlje [16]. Smanjene količine oborina povezane sa deforestacijom utvrđene su i na području Sahela [17), Zapadne Australije [18] te južne obale Zapadne Afrike [19]. Također, jedno istraživanje dovodi u vezu smanjenje monsunskih kiša u Indiji sa deforestacijom [20]. U Indoneziji, na područjima gdje se dogodilo uništenje šume kako bi se stvorio prostor za plantaže palminog ulja, temperatura tla je veća za minimalno 10°C u odnosu na temperaturu tla šume [21].
O svim ovim procesima i aktivnostima ovisi naš opstanak budući da smanjena količina oborina dovodi do smanjenja podzemnih rezervoara pitke vode, a ujedno tlo ogoljeno deforestacijom ima manju sposobnost upijanja kišnice u podzemlje te je podložno eroziji i bujicama koje uzrokuju poplave i zamućenja izvora.
Slika 1. Učinak šuma na klimu i hidrološki ciklus [22]
Jedna od stavki koje utječu na zagrijavanje i hlađenje Zemlje je sposobnost reflektiranja Sunčeve svjetlosti natrag u svemir, koja se mjeri (ili izražava) kao albedo. Šume imaju nizak albedo (između 0.08-0.15), oceani 0.1, travnjaci 0.25, a za površine prekrivene snijegom albedo iznosi oko 0.8.
Zbog svog niskog albeda šume zarobljuju veliku količinu sunčevog zračenja te se među znanstvenicima postavljalo pitanje da li time pošumljavanje na srednjim geografskim širinama može učiniti klimu toplijom. U tropskim područjima taj se efekt poništava budući da gusta vegetacija apsorbira velike količine CO2 tijekom čitave godine.
Znanstvenici sa Sveučilišta Princeton su napravili istraživanje učinaka pošumljavanja područja srednjih geografskih širina (30 °- 45° ) na klimu. Utvrdili su da se oblaci formiraju češće iznad šuma nego travnjaka, čime su hladili Zemljinu atmosferu. Ujedno su dokazali da je učinak hlađenja od nastalih oblaka u kombinaciji s uklanjanjem CO2 iz atmosfere veći od eventualnog zatopljenja koje bi se moglo dogoditi zbog apsorpcije sunčevog zračenja na šumovitim područjima [23].
Globalna urbanizacija i pretjerana betonizacija dovode do sve jačeg izražaja urbanih toplinskih otoka – fenomen u kojem gradovi imaju veće temperature nego okolna ruralna područja. Toplinski otoci uzrokuju zdravstvene probleme i povećanje potrošnje električne energije za hlađenje. Razlog zašto noćne temperature u gradovima mogu biti veće i do 12°C je, između ostalog, smanjenje površina pod vegetacijom na korist asfalta [24]. Zbog toga su drveća posebno bitna kako bi se smanjio utjecaj urbanih toplinskih otoka i poboljšala mikroklima. Naime, stabla hlade okoliš na različite načine. Kroz stvaranje hlada blokiraju Sunčevo zračenje da dosegne asfaltirano tlo koje ima visoku sposobnost apsorpcije topline.
Također, kroz proces transpiracije vodena para koju stabla korijenom transportiraju iz tla preko pora listova u atmosferu snizuje temperature zraka – hrast lužnjak, lipa ili bijeli jasen mogu ispariti i do 400 litara vode dnevno [25]. Zbog toga možemo na ova veličanstvena stvorenja doslovno gledati kao na prirodne klima uređaje budući da stabla u gradovima mogu sniziti maksimalne ljetne temperature zraka za 1-5°C [26, 27], dok temperature zasjenjenih površina mogu biti niže od 11–25°C [28]. Ujedno, istraživanje provedeno u četiri grada u SAD-u je pokazalo da bi 25% povećanja površine pod krošnjama u urbanim područjima smanjilo potrošnju električne energije za hlađenje stambenih kuća između 25-40% [29].
Osim smanjenja potrošnje električne energije i ublažavanja temperaturnih ekstrema, stabla također povećavaju bioraznolikost, poboljšavaju kvalitetu zraka, odvodnju oborinskih voda i sveukupnu kvalitetu života te su izuzetno važan dio zelene infrastrukture “pametnih gradova”, pokazujući nam koliko je bitno promišljeno prostorno planiranje u borbi sa klimatskim promjenama.
Slika 2. Površinske temperature različitih zemljišnih pokrova u Češkoj za sunčanog ljetnog dana. Razlika u temperaturi između šumskog i asfaltiranog područja može biti i 20°C [30].
Iako su stabla i šume važan faktor, ne smijemo ih idealizirati kao jedino i spasonosno rješenje za klimatsku krizu u kojoj se nalazimo. Također, bitno je paziti što i gdje sadimo jer neodgovarajuće vrste posađene na neadekvatnim staništima mogu negativno utjecati na ekosustav.
——————————————————————————————————————————-
Stabla sa područja Euroazije stvaraju kišu u kontinentalnoj Kini dok vlaga šuma Kongoanskog bazena natapa žednu zemlju Sahela. Ti primjeri planetarne interakcije nam pokazuju kako su sve sebičnosti, uskogrudnosti i podjele ljudskog ega besmislene, primitivne i autodestruktivne. Priroda nas uči da smo svi povezani dijelovi jedne cjeline, jednog sustava, jedne planete, jednog Života.
Veliko hvala na komentarima dr.sc. Hrvoju Marjanoviću, dipl. ing fizike s Hrvatskog šumarskog instituta te svim dragim prijateljicama i prijateljima koji su mi pomogli pri pisanju ovog članka.
1) Pan Y. et al. – “A Large and Persistent Carbon Sink in the World’s Forests”, Science, 2011.
2) Van der Ent et al. – “Origin and fate of atmospheric moisture over continents”, Water Resources Research, 2010.
3) Spracklen D.V., Arnold, S.R., Taylor, C.M. – “Observations of increased tropical rainfall preceded by air passage over forests”, Nature, 2012.
4) Teuling A.J. et al. – Observational evidence for cloud cover enhancement over western European forests, Nature Communications, 2017.
5) Spracklen, D.V., Bonn B., Carslaw K.S. – “Boreal forests, aerosols and the impacts on clouds and climate”, Philosophical Transactions of The Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 2008.
6) Bosch, J., Hewlett, J. – “A review of catchment experiments to determine the effect of vegetation changes on water yield and evapotranspiration,” Journal of Hydrology, 1982.
7) Zheng, X., Eltahir, E. – “The role of vegetation in the dynamics of West African monsoons, Journal of Climate, 1998.
8) Gordon, L. J., Steffen, W., J¨onsson, B. F., Folke, C., Falkenmark, M., and Johannessen, A. – “Human modification of global water vapor flows from the land surface”, PNAS, 2005.
9) Bounoua L., DeFries R., Collatz G.J., Sellers P., Khan H. – “Effects of land cover conversion on surface climate”, Climatic Change, 2002.
10) Ellison D., Futter M., Bishop K. – “On the forest cover-water yield debate: From demand- to supply-side thinking” Global Change Biology, 2012.
11) Werth, D., and Avissar R. – “The local and global effects of Amazon deforestation”, Journal of Geophysical Research, 2002.
12) Margulis, S. – “Causes of Deforestation of the Brazilian Amazon”, The World Bank, 2004.
13) Beuchle, R., Achard, F., Bourgoin, C., Vancutsem, C., Eva, H. and Follador, M., – “Deforestation and forest degradation in the Amazon”, Publications Office of the European Union, 2021.
14) Barreto P., Silva D. – “Will cattle ranching continue to drive deforestation in the Brazilian Amazon”, International Conference: Environment and Natural Resources Management in Developing and Transition Economies, 2010.
15) Zhang H., Mcguffie K., Henderson-Sellers A. – “The compounding effects of tropical deforestation and greenhouse warming on climate”, Climatic Change, 2001.
16) Alves de Oliveira, B.F., Bottino, M.J., Nobre, P. et al. – “Deforestation and climate change are projected to increase heat stress risk in the Brazilian Amazon”, Communications Earth & Environment, 2021.
17) Xue Y., Shukla J. – “The influence of land-surface propreties on Sahel climate. Part I: desertification.”, Journal of Climate, 1993.
18) Andrich M.A., Imberger J. – “The effect of land clearing on rainfall and fresh water resources in Western Australia: a multi-functional sustainability analysis”, International Journal of Sustainable Development and World Ecology, 2013
19) Zheng X.Y., Eltahir E.A.B. – “The response to deforestation and desertification in a model of West Africa monsoons”, Geophysical Research Letters, 1997.
20) Paul, S., Ghosh, S., Oglesby, R. et al. – “Weakening of Indian summer monsoon rainfall due to changes in land use land cover”, Scientific Reports, 2016.
21) Sabajo C. R. et al. – “Expansion of oil palm and other cash crops causes an increase of the
land surface temperature in the Jambi province in Indonesia”, Biogeosciences, 2017.
22) Ellison D. et al. – “Trees, forests and water: Cool insights for a hot world”, Global Environmental Change, 2017.
23) Cerasoli S., Yin J. and Porporato A. – “Cloud cooling effects of afforestation and reforestation at midlatitudes”, PNAS, 2021.
24) Oke T.R., Mills G., Christen A., Voogt J.A. – “Urban Climates”, Cambridge University Press, 2017.
25) Huryna, H., Pokorný, J. – “The role of water and vegetation in the distribution of solar energy and local climate: a review”, Folia geobotanica, 2016.
26) Huang, J., Akbari H., Taha H. – “The Wind-Shielding and Shading Effects of Trees on Residential Heating and Cooling Requirements”, ASHRAE Winter Meeting, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, 1990.
27) Kurn, D., Bretz S., Huang B., Akbari H. – “The Potential for Reducing Urban Air Temperatures and Energy Consumption through Vegetative Cooling”, ACEEE Summer Study on Energy Efficiency in Buildings, American Council for an Energy Efficient Economy, 1994.
28) Akbari, H., Kurn D. et al. – “Peak power and cooling energy savings of shade trees”, Energy and Buildings, 1997.
29) Huang, Y.J., Akbari, H., Taha, H., Rosenfeld, A.H. – “The potential of vegetation in reducing summer cooling loads in residential buildings”, Journal of Applied Meteorology, 1987.
30) Hesslerová P., Pokorný J., Brom J., Rejsková-Prochazkova A. – “Daily dynamics of radiation surface temperature of different land cover types in a temperate cultural landscape: Consequences for the local climate”, Ecological engineering, 2013.