Gleby mają kluczowe znaczenie dla zarządzania zmianami klimatycznymi. Zawierają od dwóch do trzech razy więcej węgla niż atmosfera. Rośliny utrzymują krążenie dwutlenku węgla na linii powietrze – gleba. Same zużywają około jednej trzeciej CO2 wytwarzanego przez ludzi. Z tego około 10-15% kończy w ziemi.
Węgiel jest również ważny dla żyzności gleby i rolnictwa. Rozkładanie roślin, bakterii, grzybów i fauny glebowej, takich jak dżdżownice, uwalnia substancję organiczną i składniki odżywcze potrzebne do wzrostu roślin, w tym azotu i fosforu. Nadaje to odpowiednią strukturę glebie, czyniąc ją odporną na erozję i zdolną do zatrzymywania wody. Zazwyczaj materia organiczna stanowi kilka procent gleby blisko powierzchni.
Zwiększanie zawartości węgla w glebach świata o zaledwie kilka części na tysiąc (0,4%) każdego roku usunie tyle CO2 z atmosfery, ile emitują paliw kopalnych w Unii Europejskiej (około 3-4 gigatony (Gt) ). Wzmocniłoby to również kondycję gleby: w badaniach prowadzonych w Afryce, Azji i Ameryce Łacińskiej zwiększenie zawartości węgla w glebie o 0,4% rocznie zwiększyło plony o 1,3%.
Jednak do tej pory jedna trzecia gleb na świecie ulega degradacji. Niestosowanie dobrych praktyk rolniczych, zanieczyszczenia przemysłowe i urbanizacja zbierają żniwo. W całej historii ludzkości, 133 Gt węgla ubyło z gleby, a z tego prawie 500 Gt CO2 dostało się do atmosfery. Wraz ze zmniejszaniem się ilości materii organicznej, gleby są narażone na uszkodzenia spowodowane erozją, upałami i suszami – to błędne koło. W najgorszych przypadkach nie nadają się do uprawy. Przykładem jest katastrofa ekologiczna zwana „dust bowl”, która miała miejsce w latach trzydziestych ubiegłego wieku w Stanach Zjednoczonych.
Poprawa bilansu węgla w glebie zajmuje obecnie ważne miejsce w programach politycznych. W 2015 r. na szczycie klimatycznym w Paryżu Francja zainicjowała plan „4p1000” – promowanie badań i działań na całym świecie w celu zwiększenia zasobów węgla w glebie o 4 części na 1000 rocznie. Polska również uczestniczy w tej inicjatywie.
8 kroków
Oto osiem kroków, które doprowadzą do zwiększenia globalnej ilości węgla w glebie, co oznacza zwiększyłoby wchłanianie CO2 z powietrza do gleby:
Zatrzymaj utratę węgla. Ochrona torfowisk jest priorytetem w utrzymywaniu istniejącego węgla w ziemi. Zawierają one od 32% do 46% całkowitego węgla w glebie (szacunkowo 500-700 Gt z około 1500 Gt). Torfowiska zajmują ok. 3% powierzchni kontynentów (około pół obszaru Brazylii), a zmagazynowane jest w nich dwa razy więcej węgla niż sumarycznie we wszystkich lasach na Ziemi (lasy pokrywają ok. 30% powierzchni kontynentów). Każdego roku absorbują one około 1% globalnej emisji CO2 generowanej przez gatunek ludzki.
Dotychczas 10-20% torfowisk zostało osuszonych lub wypalonych i przystosowanych do produkcji rolnej i nadal ten proceder ma miejsce. Gdy torfowiska zostają osuszane stają się one znaczący źródłem dwutlenku węgla i podtlenku azotu. W skali świata zdegradowane torfowiska emitują obecnie ok. 2 Gt CO2 na rok, co stanowi 6% globalnych antropogenicznych emisji. Ponadto osuszenie ogromnych połaci torfowisk doprowadza do ogromnych pożarów torfowisk, w wyniku których do atmosfery uwalniane są duże ilości dwutlenku węgla. Pożary w południowo-wschodniej Azji pokrywały znaczną część Indonezji toksyczną żółtą mgłą we wrześniu i październiku 2015 r., emitując więcej CO2 dziennie niż cała Unia Europejska.
Wspieraj wychwyt węgla. Ważne jest, aby ziemia była uprawiana przez cały rok, uwzględniając pozostałości po żniwach, takie jak ściółka i słoma lub kompost, oraz minimalizując praktyki uprawowe, takie jak orka, w celu utrzymania odpowiedniego poziomu materii organicznej w glebie. W obszarach o wysokim ryzyku erozji należy wdrożyć uprawę konturową i tarasowanie (poprzecznie do nachylenia terenu) oraz bezorkową. Z kolei odpowiednie systemy rolno-leśne, żywopłoty i mokradła mogą zwiększyć różnorodność biologiczną i węgiel w glebie. Sadzenie roślin wiążących azot, takich jak fasola, lucerna i rzepak, zmniejsza zapotrzebowanie na nawozy mineralne, które mogą uwalniać podtlenek azotu – gaz cieplarniany, który jest około 300 razy silniejszy niż CO2. Przykładów przeciwerozyjnych praktyk rolniczych jest znacznie więcej i można je wspomagać melioracją, zadrzewianiem, które hamuje erozję wietrzną.
Strategie zwiększania zawartości węgla w glebie, należy opracować dla poszczególnych regionów, biorąc pod uwagę lokalne typy gleby, klimat, tempo zmian klimatu i konteksty społeczno-ekonomiczne. Na przykład w Europie skuteczna byłaby redukcja nawozów mineralnych i wdrażanie praktyk agroekologicznych.
Monitoruj, raportuj i weryfikuj wpływ. Mamy obowiązek śledzić i oceniać nasze interwencje. Długoterminowe częste monitorowanie na wielką skalę jest kosztowne. Aby uchwycić niewielkie zmiany w zawartości węgla organicznego w glebie, musi on trwać przez co najmniej 10 lat. Jednym z wyzwań jest uzyskanie dostępu do gruntów prywatnych, innym – jest brak wiedzy technicznej i znajomości tematu, szczególnie w krajach rozwijających się.
Rozwijaj technologię. Zaawansowane przyrządy sprawiają, że pomiary gleb są tańsze, szybsze i dokładniejsze. Zharmonizowane metodologie, standardy weryfikacji i wspólne wytyczne będą potrzebne dla wszystkich tych urządzeń. Do skanowanie dużych obszarów można wykorzystywać zdjęcia satelitarne. Do wykorzystania ich należy zaprojektować automatyczne procedury i algorytmy do oceny zawartości węgla w glebie z kosmosu lub do przewidywania jej z cech roślinności. Techniki te powinny działać niezależnie od tego, czy gleba jest mokra, czy sucha oraz czy powierzchnie są szorstkie lub gładkie.
Testuj strategie. Pomocne w tym będzie tworzenie modeli komputerowych i określenie sieć obszarów rolnych. W ten sposób możemy przetestować skuteczność np.: zaniechania orki. Konieczne do tego będzie m.in.: gromadzenie danych na temat rodzajów gleby i zmiennych meteorologicznych.
Angażuj społeczności. Opinia publiczna powinna być bardziej świadoma znaczenia węgla organicznego w glebie i możliwości poprawy sytuacji poprzez działania w gospodarstwach, własnych ogrodach i miejscach publicznych. Gromadzenie danych w ramach działań naukowych podejmowanych przez osoby prywatne jest szeroko stosowane w planowaniu urbanistycznym i mogłoby zyskać zastosowanie w obserwacjach gleby. Dobrym przykładem jest badanie populacji dżdżownic przeprowadzone przez rolników na obszarze 1300 hektarów w Wielkiej Brytanii, które pomogło w ocenie różnorodności biologicznej obszarów rolniczych.
Należy stworzyć globalną, otwartą platformę internetową do gromadzenia i udostępniania danych dotyczących węgla w glebie. Oparcie jej na szeroko stosowanej technologii, takiej jak system informacji geograficznej (GIS), poszerzyłoby zasięg i zmniejszyło potrzebę szkolenia. Takie otwarte platformy będą ważne dla krajów rozwijających się, w których dostęp do środków jest ograniczony.
Koordynuj polityki. Ramy polityczne obejmujące kwestie gleby i zmian klimatu powinny być wspólne. Działać powinny one m.in.: na rzecz zreformowania praktyk rolniczych na całym świecie, co zajmie wiele dziesięcioleci. Rolnicy będą potrzebować zachęty do zmiany swoich metod. Musimy lepiej poznać i zrozumieć priorytety miejsc, które doświadczają trudnego klimatu i są zamieszkiwane przez ludność wymagającą pomocy.
Zapewnij wsparcie. Decydenci powinni uwzględnić węgiel w glebie w systemach handlu emisjami i podatkach od emisji dwutlenku węgla. Będzie to trudniejsze niż systemy CO2, ponieważ węgiel w glebie jest przejściowy, nierównomiernie rozmieszczony i trudniejszy do zmierzenia. Ubezpieczenia upraw i inne usługi mogą oferować premie dla rolników, którzy mają ulepszoną zawartość węgla w glebie. Kredyt węglowy lub rabaty mogą być przyznawane na grunty, w których występuje ryzyko utraty węgla w glebie. Banki i inwestorzy wspierający rozwój powinni tworzyć globalne fundusze inwestycyjne, aby wspierać praktyki poprawiające węgiel w glebie.
Niektóre rządy zaczęły działać. Indie rozdały „karty zdrowia” gleby 100 milionom rolników. Wyjaśniają one sposób testowania gleby pod kątem składników odżywczych i wyboru nawozów. Chiny zakazały wypalania ziemi i dotują rolników, którzy wykorzystują pozostałości rolne na polach. Stany Zjednoczone rekompensują rolnikom, którzy likwidują pola uprawne na rzecz użytków zielonych bogatych w węgiel.
Co dalej?
Po pierwsze, naukowcy, decydenci i zarządcy nieruchomości rolnych muszą uznać, że zwiększanie zasobów węgla w glebie i ochrona gleb bogatych w węgiel ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia celów zrównoważonego rozwoju. Organizacje polityczne powinny zwołać wspólne forum w celu koordynacji działań, np. w ramach „4p1000”. Kraje sąsiadujące powinny wymieniać się doświadczeniami, opracowywać wspólne strategie zarządzania i podejmować wspólne decyzje dotyczące łagodzenia zmiany klimatu, adaptacji i degradacji gleby.
Po drugie, międzynarodowe agencje finansujące powinny ustanowić pulę kilku milionów dolarów na odkrycie rozwiązań problemów, na które nie udzielono jeszcze odpowiedzi. Obejmują one: oszacowanie potencjału magazynowania węgla w glebie, opracowywanie celów i praktyk w zakresie zarządzania, projektowanie strategii monitorowania, raportowania i weryfikacji oraz zrozumienie podstawowych procesów w glebie i roślinach.
Źródło: Nature