جنگل ها تا چه حد مي توانند با تغييرات اقليمي مبارزه كنند؟

وقتي مباحثه مبارزه با تغييرات اقليمي پيش مي‌آيد، درختان به‌عنوان يكي از محبوب‌ترين سلاح‌ها مطرح مي‌شوند. در وضعيتي كه اكثر كشورها پيشرفت ناچيزي در زمينه‌ي كنترل انتشارات كربني خود دارند، بسياري از دولت‌ها و حاميان محيط زيست براي كاهش تغييرات اقليمي طرح‌هايي براي كاشت درختان با هدف جذب كربن‌دي‌اكسيد از اتمسفر آماده كرده‌اند. اما پژوهش‌هاي جديد نشان مي‌دهند كه درختان ممكن است هميشه به اندازه‌اي كه انتظار مي‌رود، سودمند نباشند.

طرح‌هاي مربوط به جنگل از زمان توافقنامه‌ي اقليمي پاريس در سال ۲۰۱۵، از سوي دولت‌هاي مختلف براي جبران انتشارات كربني ناشي از استفاده از سوخت‌هاي فسيلي و ديگر منابع، توجه و تلاش زيادي را به خود جلب كردند. چين قصد دارد كه در مساحتي درحدود چهار برابر اندازه‌ي كشور انگلستان درخت بكارد. كاليفرنيا نيز مجوزهايي به مالكان جنگل براي فروش اعتباراتي به شركت‌هايي كه كربن‌دي‌اكسيد توليد مي‌كنند، داده است و ديگر ايالت‌هاي آمريكا نيز برنامه‌هاي مشابهي درانديشه متخصصين دارند كه مي‌تواند موجب تشويق پروژه‌هايي كه جنگل‌هاي جديد ايجاد مي‌كنند و از جنگل‌هاي موجود محافظت مي‌كنند، شود.

اتحاديه‌ي اروپا نيز براي مبارزه با تغييرات اقليمي، راهكار ايجاد جنگل را مطرح كرده است. برخي از دولت‌ها نيز ميلياردها دلار را به پروژه‌هاي مرتبط با جنگل‌هاي گرمسيري اختصاص داده‌اند. بسياري از دانشمندان از طرح‌هاي گسترش جنگل‌ها حمايت مي‌كنند درحالي‌كه برخي درمورد آن محتاط هستند. دانشمندانِ مشكوك استدلال مي‌كنند كه جنگل‌ها نسبت‌به چيزي كه سياست‌گذاران و حتي برخي از دانشمندان تصور مي‌كنند، داراي تاثيرات اقليمي پيچيده‌تر و نامشخص‌تري هستند.

اگرچه درختان با گرفتن كربن طي فتوسنتز، موجب خنك شدن هوا مي‌شوند، آن‌ها همچنين تركيب پيچيده‌اي از انواع مواد شيميايي توليد مي‌كنند كه برخي از آن‌ها موجب گرم شدن زمين مي‌شوند. برگ‌هاي تيره‌ي درختان نيز مي‌توانند موجب جذب نور خورشيد و گرم شدن هوا شوند.

تجزيه‌و‌تحليل‌هايي در سال‌هاي گذشته انجام شده است، نشان مي‌دهند كه اين تاثيرات گرمايش جنگل‌ها مي‌تواند تاحدودي يا به‌كلي اثرات خنك‌كنندگي آن‌ها را بي‌اثر كند. چنين نگراني‌هايي موجب ايجاد مباحثه‌هاي شديدي در ميان دانشمندان درمورد چگونگي تاثيرات اقليمي جنگل‌ها در مناطق مختلف شده است.

درختان كاپور در مالزي وقتي رشد مي‌كنند، در بخش تاج درخت با هم همپوشاني ايجاد نمي‌كنند و وقتي از پايين به آن‌ها نگاه مي‌شود، الگوي پازل‌مانندي را ايجاد مي‌كنند

هيچ‌كس منكر مزاياي متعدد درختان در ارتباط با محيط نيست؛ جنگل‌ها مزاياي متعددي دارند و بخش عظيمي از تنوع زيستي خشكي را در خود جاي داده‌‌اند و هيچ دانشمندي طرفدار از بين رفتن جنگل‌ها نيست.

اما همانطور كه دولت‌ها، شركت‌ها و سازمان‌هاي غيرانتفاعي برنامه‌هاي بلندپروازانه‌ي خود را براي كاهش تغييرات اقليمي پيش مي‌برند، برخي از دانشمندان درمورد تكيه روي جنگل‌ها به‌عنوان راه‌حلي براي اشكال گرمايش زمين تا زماني كه درك بهتري در اين زمينه به دست آيد، هشدار مي‌دهند.

پژوهشگران مشغول انجام مطالعه‌هاي گسترده‌اي با استفاده از هواپيماها، ماهواره‌ها و برج‌ها براي مشخص كردن مواد شيميايي منتشر شده از سوي درختان كه مي‌توانند روي آلودگي هوا و اقليم تاثير بگذارند، هستند. در همين حين برخي از پژوهشگران درمورد انتشار نتايجي كه مزاياي اقليمي درختان را به چالش بكشد، نگران هستند. حتي يك دانشمند پس از نوشتن مطلبي عليه كاشت درختان به هدف جلوگيري از تغييرات اقليمي، تهديد به مرگ شد. هرچه دانشمندان بيشتر وارد اين مباحثه مي‌شوند، سوالات بيشتري به‌وجود مي‌آيد. در همين زمان، افزايش هشدارهاي جدي درمورد تغييرات اقليمي و احتمال تخصيص منابع مالي زياد براي ايجاد جنگل، باعث شده است كه موضوع تاثير درختان روي اقليم يك فوريت محسوب شود.

اگر برنامه‌هاي كاشت درختان به‌همان صورت كه تبليغ مي‌شود، موثر باشد، آن‌ها مي‌توانند زمان ارزشمندي را براي دنيا به‌منظور كاهش وابستگي به سوخت‌هاي فسيلي و جايگزيني آن‌ها با منابع پاك‌تر انرژي بخرند.

در مطالعه‌اي كه در سال ۲۰۱۷ منتشر شد، برآورد شد كه جنگل‌ها و ديگر اكوسيستم‌ها مي‌توانند بيش از يك‌سوم كل كاهش‌هاي كربن‌دي‌اكسيدي را كه براي حفظ افزايش گرماي جهاني زير دو درجه‌ي سانتيگراد تا سال ۲۰۳۰ لازم است، برآورده سازند. اگرچه اين مطالعه متكي به فرضيات بزرگي مانند دسترسي به مكانيسم‌هاي مالي و اراده‌ي سياسي است. نويسندگان اين مقاله مي‌گويند كه در حالي‌كه جهان با منبع اصلي انتشارات كربني (سوخت‌هاي فسيلي) گلاويز است، جنگل‌ها مي‌توانند راهكار موقت مهمي باشند.

نخستين كشف مرتبط با اينكه گياهان كربن‌دي‌اكسيد را از هوا مي‌گيرند، به دهه‌ي ۱۷۸۰ برمي‌گردد؛ زماني كه جين سنبير كشيش سوئيسي گياهان را در شرايط مختلف محيطي پرورش داد. او نشان داد كه گياهان كربن‌دي‌كسيد را از هوا گرفته، تجزيه مي‌كنند و كربن آن را مورد استفاده قرار مي‌دهند؛ ايده‌اي كه توسط اكتشافات بعدي در مورد مكانيسم‌هاي فتوسنتز تاييد شد. پس از گذشت بيش از دو قرن، شواهد سنبير مولفه‌ي مهمي از برنامه‌ريزي‌هاي طرح‌هاي مبارزه با افزايش تجمع كربن‌دي‌اكسيد در اتمسفر به‌شمار مي‌آيد. بر اين اساس، درختان مي‌توانند براي دهه‌ها يا حتي قرن‌ها، كربن را در چوب و ريشه‌هاي خود ذخيره كنند. قرارداد آب‌و‌هوايي سال ۱۹۹۷ كه با نام پيمان كيوتو نيز شناخته مي‌شود، از كشورهاي ثروتمند مي‌خواست كه براي محدود كردن انتشارات گازهاي گلخانه‌اي، روي ذخيره‌ي كربن در جنگل‌ها تكيه كنند. در عمل به‌علت روندهاي مالي و عوامل ديگر، كشورهاي معدودي اين كار را انجام دادند.

در مذاكرات بعدي چهارچوبي باهدف قادر ساختن كشورهاي ثروتمند براي ارائه‌ي پرداخت‌هايي به كشورهاي گرمسيري فقيرتر به‌منظور كاهش انتشارات حاصل از جنگل‌زدايي و افزايش ذخيره‌ي كربن در جنگل‌ها، تعيين شد. اين چارچوب به‌موجب توافق نامه‌ي سال ۲۰۱۵ پاريس كه كشورها را متعهد به كاهش انتشار گازهاي گلخانه‌اي مي‌كرد، قانوني شد و بيش از پنجاه كشور متعهد به ايجاد پوشش درختي يا حفاظت از جنگل‌هاي موجود شدند. چنين طرح‌هايي نيازمند اطلاعات دقيقي درمورد مقدار كربني كه در جنگل‌ها ذخيره مي‌شود، است.

طي چند دهه‌ي گذشته دانشمندان براي تهيه‌ي برآوردهاي ملي از كاهش كربن و منفعت حاصل از ايجاد پوشش گياهي توسط مطالعه‌هاي ميداني و استفاده از اطلاعات ماهواره‌اي تلاش‌هايي انجام داده‌اند. در سال ۲۰۱۱، يك گروه بين‌المللي از پژوهشگران به اين نتيجه رسيدند كه جنگل‌ها در سرتاسر جهان محل ذخيره‌ي بزرگي براي كربن هستند و نسبت‌به گازهايي كه آن‌ها طي تنفس و پوسيدگي توليد مي‌كنند، كربن بيشتري طي فتوسنتز و توليد چوب توليد مي‌كنند. اگرچه اين بدان معنا نيست كه تمام جنگل‌ها موجب خنك شدن سياره مي‌شوند. دهه‌هاست دانشمندان مي‌دانند برگ درختان نسبت‌به ديگر پوشش‌هاي گياهي و مزارع و زمين‌هاي باير، مقدار بيشتري از گرماي خورشيد را جذب مي‌كنند. جنگل‌ها مي‌توانند سطح آلبدوي زمين را كاهش دهند به اين معنا كه سياره مقدار كمتري از نور ورودي به زمين را به فضا بر مي‌گرداند و اين امر منجر به گرم شدن بيشتر مي‌شود. اين اثر به‌خصوص در عرض‌هاي بيشتر و در كوهستان‌ها يا مناطق خشك كه در آن‌ها درختان كونيفر داراي برگ‌هاي تيره‌ي داراي رشد آهسته سطح زمين را مي‌پوشانند، برجسته‌تر است.

نادين اونگر شيميدان اتمسفري در دانشگاه ييل يكي از نخستين مطالعات جهاني را روي بخشي از اين چالش انجام داده است: تاثير تركيبات آلي فرار يا VOCها كه توسط درختان منتشر مي‌شود. يكي از اين تركيبات ايزوپرن است، هيدروكربن كوچكي كه مي‌تواند از طرق مختلف موجب گرم شدن زمين شود. اين هيدروكربن مي‌تواند با نيتروژن اكسيد موجود در هوا واكنش نشان دهد و موجب تشكيل ازن شود كه وقتي در بخش پايين اتمسفر جاي مي‌گيرد، يك گاز گرم‌كننده‌ي قوي است. ايزوپرن همچنين مي‌تواند طول عمر متان اتمسفري را كه يك گاز گلخانه‌اي ديگر است، افزايش دهد. با اين‌همه، ايزوپرن مي‌تواند ازطريق كمك به توليد ذرات آئروسلي كه نور خورشيدي را به دام مي‌اندازند، داراي تاثير خنك‌كنندگي نيز باشد.

اونگر با استفاده از يك مدل زمين-سيستم اثرات انتشارات شيميايي حاصل از جنگل را برآورد كرده است. نتايج او نشان مي‌دهد كه در طول دوره‌ي صنعتي، تبديل جنگل به زمين‌هاي كشاورزي داراي تاثير كلي ناچيزي روي اقليم بوده است. از بين بردن جنگل‌ها، كربن ذخيره شده در درختان را آزاد مي‌كند اما در عين حال آلبدوي زمين را نيز افزايش مي‌دهد (منجر به خنك شدن مي‌شود) و از ميزان انتشارات تركيبات آلي فرار مي‌كاهد. اونگر به‌عنوان يك نتيجه پيشنهاد مي‌كند كه جنگل‌زدايي مي‌تواند داراي اثرات اقليمي نامشخصي باشد. درختان در مناطق گرمسيري و معتدل مقادير عظيمي از ايزوپرن منتشر مي‌كنند كه در بيشتر طرح‌هاي جنگلي در انديشه متخصصين گرفته نمي‌شوند.

جنگل‌هاي شمالي كه در عرض‌هاي جغرافيايي بالاتر قرار گرفته‌اند، عمدتا ترپن‌ها را منتشر مي‌كنند. اين ذرات با ايجاد آئروسل‌ها مي‌توانند نور خورشيد را بلوكه كرده و تشكيل ذرات ابر را تقويت كنند. او خاطر نشان كرد كه مطالعه‌ي او يك مطالعه‌ي مقدماتي بوده و خواستار افزايش نظارت روي مواد شيميايي حاصل از جنگل‌ها و تعاملات جوي آن‌ها شد. او در نيويورك تايمز دراين مورد مطلبي تحت عنوان «براي نجات زمين، درخت نكاريد» نوشت با اين استدلال كه تاثير گرم‌كنندگي يا خنك‌كنندگي جنگل‌ها روي آب‌و‌هوا مشخص نيست و كاشت درختان يك استراتژي خطرناك براي مبارزه با تغيرات اقليمي است. اين مقاله و به‌ويژه عنواني كه براي آن انتخاب شده بود، موجب بروز يك سونامي از اعتراضات پژوهشگراني شد كه اين گزارش را به‌عنوان تهديدي براي سال‌ها پژوهش تلقي كردند. گروهي از دانشمندان مشتكل از سي دانشمند علوم جنگل، در پاسخ به اين مطلب در وب‌سايت مونگابي نوشتند كه «ما شديدا با اين پيام پروفسور اونگر مخالفيم».

در ارتفاع ۳۰۴متري از سطح زمين در جنگل‌هاي سيبري مركزي، برج بلندي ساخته شده است كه مقادير گازها و آئروسل‌ها را اندازه‌گيري مي‌كند. چنين برج بلندي در آمازون نيز وجود دارد كه اين اندازه‌گيري‌ها را برفراز جنگل‌هاي باراني گرمسيري انجام مي‌دهد

اونگر مي‌گويد كه او تهديد به مرگ شده است و حتي برخي از همكارانش ديگر با او صحبت نمي‌كنند. اگرچه برخي از دانشمندان توافق دارند كه بايد تاثيرات تركيبات آلي فرار حاصل از جنگل‌ها مورد مطالعه قرار گيرد. در مطالعات بعدي تجزيه‌و‌تحليل‌هاي سال ۲۰۱۴ را كه اونگر انجام داده بود، هم تاييد و هم رد شدند.

گروهي از پژوهشگران تحت هدايت دومينيك اسپراكلن و كاترين اسكات، مدلي را براي مطالعه‌ي تاثير آئروسل‌هاي حاصل از جنگل‌ها روي تشكيل ابر و منعكس كردن نور خورشيد، اجرا كردند. آن‌ها نتيجه گرفتند كه اثر خالص تركيبات آلي فرار حاصل از جنگل‌ها، خنك كردن آب‌و‌هواي كلي جهان است. اونگر برخي از فرضيات اسكات و اسپراكلن را مورد پرسش قرار مي‌دهد. اونگر و اسپراكلن در حال مباحثه درمورد استفاده از يك طرح آزمايشي مشترك هستند بلكه بتواند اختلافات آن‌ها حل كند. آلكس گونتر از دانشگاه كاليفرنيا مي‌گويد:

به عقيده‌ي من، ما هنوز به اندازه‌ي كافي نمي‌دانيم.

آخرين يافته‌ها حتي موجب ايجاد پيچيدگي‌هاي بيشتر شده‌اند. سونيتا پانگالا از دانشگاه لنكستر زمان زيادي را صرف پژوهش در جنگل‌هاي باراني آمازون كرد و در آن مناطق اتاقك‌هاي اندازه‌گيري گاز را روي بيش از ۲۳۰۰ درخت نصب كرد. پانگالا مي‌گويد:

چيزي كه موجب تعجب ما شد، ميزان انتشار اين گازها بود.

او به‌همراه وينست گوچي در دانشگاه اوپن در ميتون‌كينز انگلستان و همكارانشان در سال ۲۰۱۷، گزارش كردند كه درختان مسئول حدود نيمي از انتشارات متان در آمازون هستند. پژوهشگران قبلا فرض مي‌كردند كه متان مستقيما از خاك وارد هوا مي‌شود و توسط ميكروب‌هاي خاك توليد مي‌شود. پژوهش جديد نشان مي‌دهد كه درختان مي‌توانند مجراي ديگري براي متان باشند. اين امر مي تواند علت وجود متان بيشتر روي زمين‌هاي مرطوب و باتلاقي مناطق گرمسيري نسبت‌به آن‌چه در خاك تنها انتشار مي‌يابد، باشد.

در مطالعه‌اي كه در اكتبر گذشته منتشر شد، گوچي و همكارانش متوجه شدند كه هم متان و هم نيتروس‌اكسيد كه هر دو از گازهاي گلخانه‌اي هستند، از درختان جنگل‌هاي مرتفع منتشر مي‌شوند. ميزان اهميت جهاني اين يافته‌ها هنور مشخص نيست. طبق برآوردهاي پانگالا و گوچي، اثر خنك‌كنندگي درختان از طريق گرفتن كربن، از تاثير گرمايي حاصل از انتشارات متاني و نيتروس‌اكسيد درختان بيشتر است.

اما كريستوفر كاوي دانشمند علوم زيست‌محيطي در نيويورك، نشت متان را از درختان زمين‌هاي غيرباتلاقي در جنگل‌هاي معتدل نشان داده است و استدلال كرده است كه چنين انتشاراتي در برخي از موارد مزاياي اقليمي درختان را بيش از اندازه‌اي كه دانشمندان تصور مي‌كند، كاهش مي‌دهد. او مي‌گويد: «اين واقعا يك پيام ناراحت‌كننده است».

اونگر مي‌گويد:

هياهوي اخير درمورد اين نتايج، بر لاخبار تخصصي به حساب آوردن تمام تاثيرات جنگل‌ها تاكيد مي‌كند. همانطور كه ما مي‌دانيم درختان گرمسيري در حال گرفتن كربن‌دي‌اكسيد موجود در اتمسفر هستند، بايد از اين موضوع نيز آگاه باشيم كه آن‌ها متان و تركيبات آلي فرار را نيز وارد اتمسفر مي‌كنند.

دانشمندان مدافع جنگل‌ها مي‌گويند اگرچه انجام پژوهش‌هاي بيشتر هميشه خوب است، نتايج كنوني به اندازه‌اي هستند كه استفاده از جنگل‌ها براي مبارزه با تغييرات اقليمي را به‌ويژه با توجه به فوريت فعلي اين اشكال، موجه كنند.

پژوهشگران درصدد استفاده از مدل‌هاي كامپيوتري پيچيده و داده‌هاي بزرگ‌تر براي تعيين اينكه جنگل‌ها در مناطق مختلف دقيقا از انديشه متخصصين اقليمي چه كاري انجام مي‌دهند، هستند. در برخي مواد نتايج غيرمنتظره بوده است. در اكتبر گذشته گروهي از پژوهشگران به رهبري سباستين لويسائرت در دانشگاه آمستردام انواع مختلفي از سناريوهاي مديريت-جنگل اروپايي را مدل‌سازي كردند. پژوهشگران نتيجه گرفتند كه هيچ‌كدام از سناريوها داراي تاثير قابل‌توجهي روي اقليم جهاني نبود، زيرا اثرات تيره شدن سطح و تغييرات پوشش ابر حاصل از هر جنگل مي‌تواند مزاياي مرتبط با ذخيره‌سازي كربن توسط درختان را خنثي كند. كريستوفر ويليامز در دانشگاه كلارك براي برآورد تاثيرات اقليميِ ايجاد جنگل‌ها در بخش‌هاي مختلف آمريكا، داده‌هاي ماهواره‌اي را با ارقام مربوط به ذخيره‌ي كربن تلفيق كرد. او در مطالعه‌ي مقدماتي خود دريافت كه افزودن درختان به سواحل غربي آمريكا و مناطق شرق رودخانه‌ي مي‌سي‌سي‌پي از لحاظ اقليمي موثر است. اما تغييرات آلبدو در بيشتر موارد موجب مي‌شود كه كاشت درخت در منطقه‌ي كوه‌هاي راكي و جنوب غربي آمريكا روش نامناسبي از انديشه متخصصين اقليمي باشد زيرا درختان كونيفر كه مي‌توانند در اين مناطق رشد كنند، تيره‌اند و نسبت‌به خاك منطقه يا برفي كه در آن منطقه مي‌بارد، مقدار بيشتري از نور خورشيد را جذب مي‌كنند.

او اميدوار است كه اين پژوهش منجر به ارائه‌ي روشي استاندارد شود كه مديران جنگلداري بتوانند از آن براي ارزيابي تاثيرات اقليمي پروژه‌هاي جنگداري استفاده كنند. اگرچه يافتن چنين برنامه‌ريزاني براي اثبات اين روش‌ها كاري چالش برانگيز است. ويليامز متوجه شد كه برخي از مخالفت‌ها در زمينه‌ي اثرات آلبدو ازسوي نمايندگان شركت‌هايي است كه اميدوارند اعتبارات كربني خود را براي پروژه‌هاي ايجاد جنگل بفروشند. او مي‌گويد:

حتي ديگر دانشمندان گاهي اندازه‌ي اثر آلبدو يا حتي وجود آن را باور ندارند. من شنيده‌ام كه برخي از دانشمندان مي‌گويند حتي اگر ما متوجه شويم كه جنگل‌ها تاثير چنداني روي خنك شدن زمين ندارند، ما اين نتيجه را منتشر نخواهيم كرد.

براي مطالعه تاثيرات اقليمي جنگل‌ها بايد در مطالعات بلندمدت گازها و مواد شيميايي را كه درختان منتشر و جذب مي‌كنند، رديابي كرد. پژوهشگران در حال استفاده از يك برج ۳۲۵متري در آمازون هستند تا جريان كربن، آب و ديگر مواد شيميايي را در منطقه‌اي باوسعت صدكيلومتر مربع از جنگل‌هاي باراني دست‌نخورده در مانائوس برزيل تحت نظارت قرار دهند. برج مشابهي در سيبري نيز همين كار را انجام مي‌دهد.

پژوهشگران برج‌هاي پژوهشي كوچك‌تري را نيز براي جمع‌آوري نمونه‌هاي مشابهي از صدها منطقه در سرتاسر جهان و در ميان انواع مختلف جنگل‌ها ايجاد كرده‌اند؛ براي مثال به‌زودي يك برج در نروژ، اولين برجي خواهد بود كه اين داده‌ها را در يك جنگل در اين كشور جمع‌‌آوري خواهد كرد. اما بسياري از مناطق مهم هنوز تحت پوشش قرار نگرفته‌اند. در اين رابطه ناسا دو وسيله راه‌اندازي كرده است كه به‌زودي تصوير هماهنگ‌تري از ذخاير كربن جنگل‌ها فراهم خواهد كرد.

دانشمنداني كه درمورد تاثيرات اقليمي مباحثه مي‌كنند، مشتاق كار روي اين داده‌ها هستند و حتي كساني كه به‌شدت معتقدند پروژه‌هاي جنگلي مي‌توانند با تغييرات اقليمي مبارزه كند، از اينكه مطالعات جامع‌تر موجب افزايش دقت نتايج شوند، استقبال مي‌كنند. آليس تصديق مي‌كند كه در تجزيه‌و‌تحليل او فقط اثرات آلبدو در انديشه متخصصين گرفته شده است و در اين مطالعه تركيبات آلي فرار و متان آزاد شده از درختان درانديشه متخصصين گرفته نشده است. او مي‌گويد:

لازم است كه صادقانه اثرات ديگر را نيز در انديشه متخصصين بگيريم و درمورد آن چه برنامه‌ريزي مي‌كنيم، بيشتر دقت كنيم.