תפקידה של הצמחייה במזג אוויר וחילול פחמן

מכניזם ביולוגי של שינויי אקלים על ידי Vegetation

Vegetation ממלא תפקיד חיוני המשפיע על האקלים באמצעות מערך מורכב של מנגנונים ביופיזיים הפועלים בקנה מידה מרחבי מרובים - מן העלים בודדים ועד נופים נרחבים. תהליכים אלה הם נפרדים אך משלימים עם הפונקציה הביו-גיאוגוכימית של לכידת פחמן.האפקטים המיידיים והפנימיים ביותר מתעוררים משינוי של מאזןי אנרגיה על פני השטח והמחזור הידרולוגי, אשר מסדירים במשותף את הטמפרטורה, לחות אטמוספריבית ותנאים אטמוספריים.

תקנות טמפרטורה באמצעות vapotranspiration ואלbedo

אחת הדרכים העיקריות של צמחייה מתונות בטמפרטורות מקומיות ואזוריות היא דרך FLT:0 [evapotranspirationphtionFLT:1] תהליך זה כרוך עלייה של לחות הקרקע על ידי שורשים צמחיים ושחרורו הבא לתוך האווירה כמו מים פנויים דרך סטומטאטה בעוזבים.שלב משתנה ממים נוזליים לחוס דורש אנרגיה, המכונה חום מאוחר, אשר מקרר את הסביבה ומשטח, לדוגמה, יכול להיות דומה של כמה יחידות קירור מים.

בנוסף להחלמה באמצעות evapotranspiration, צמחייה משפיעה על האקלים על פני השטח (FLT:0albedoFLT 1) או רפלקטיביות של קרינה סולארית הקרובה. Forested אזורים, במיוחד קטופיות צפופה, נוטים להיות נמוך יותר albedo בהשוואה לאזורים פתוחים או אדמה חשופה, כלומר הם סופגים יותר אור שמש.

Moisture Cycling and Precipitation

צמח הוא מרכיב חיוני של מחזור המים הארצי.באמצעות מערכות שורשים עמוקות, צמחים ניגשים למים קרקעיים ולחות אדמה, משחררים אותו בחזרה לתוך האווירה כמו לחות vapor. תהליך זה, המכונה לעתים קרובות "מים ירוקים" פלוקס, תורם באופן משמעותי לדפוסי המשקעים המקומיים והאזוריים.לדוגמה, יערות הגשם אמזון מחזר כמחצית מהגשם שלה באמצעות evapiration, יצירת חיתתת רוח עצמית תומכת לולאות ויציבות ביולוגית עצומה.

כאשר הצמחייה הוסרה, כגון באמצעות מחיקה, מחזור לחות זה משבש, המוביל לירידה במשקעים, תקופות בצורת ממושכת, ושינתה משטרי אקלים אזוריים.יתר על כן, צמחייה משחררת תרכובות אורגניות ביוגניות (BVOCs), המשמשות כמבשרים עבור גרעינים של גרעינים, קידום היווצרות ענן ומשקעים.

Windbreaks ו- Microclimate Modification

מבנים כגון מחבטים, גידורות, וחוד היער תורמים למתינות האקלים על ידי שינוי דפוסי הרוח ויצירת מיקרו-מייט מקומיים.מחסומים צומחים אלה להפחית את מהירות הרוח על פני השטח, אשר בתורו מוריד את השפעות הרוח קרירות ומפחיתים את קצב ההתמדה מפני אדמה ומשטחים צמחיים.

על ידי צמצום שחיקה רוח ושמירה על לחות אדמה, שבירה רוח משפרת את בריאות הקרקע ותפוקה היבול.בנוסף, החוספס האווירדינמי של פחיות יער משפיע על שכבת הגבול הפלנטרית על ידי שינוי זעזועים ותהליכי החלפת חום בין פני האדמה לבין האווירה.אפקט זה יכול להיות השלכות אקלים אזוריות, כולל את המודולציה של קיצוניות ולחות.

צמח עירוני ככלי הסתגלות אקלים

אזורים עירוניים מציגים אתגרים ייחודיים למתינות אקלים בשל משטחים קשים, חומרי חימום-חום, ופליטות חום אנתרורופוגניות.גורמים אלה יוצרים איים עירוניים (UHIs), שבו הטמפרטורות גבוהות משמעותית מאשר באזורים כפריים הסובבים.שילוב צמחייה לתוך עיצוב עירוני הוא אסטרטגיה יעילה כדי למנוע את ההשפעות הללו ולשפר את עמידות האקלים.

המונחים: Urban Heat Island Effect

עצים עירוניים וגגות ירוקות מספקים גילוח כי באופן ישיר להפחית את הטמפרטורות על פני השטח על ידי חסימת קרינה סולארית יתר על כן, באמצעות evapotranspiration, צמחייה מגניב את האוויר, מקלקל את הצטברות החום בערים.

גגות ירוקים וקירות מספקים גם בידוד לבניינים, צמצום העברת חום ושמירה על טמפרטורות מקורה קרירות יותר.כאשר משולבים עם חומרי קירור רפלקטיביים ותכנון עירוני הממקסמים את זרימת האוויר, תשתיות ירוקות הופכות כלי רב עוצמה כדי להפחית את UHIs ולשפר את הכדאיות העירונית.

Stormwater Management ו- Air Purification

אזורים מוצצים בערים ממלאים תפקיד קריטי בניהול מי הסערה על ידי יירוט גשם, קידום חדירה, וצמצום פני השטח מפלט.עץ קאנופיות מיירטות משקעים, שחלקם מתפוגגות ישירות בחזרה לאטמוספירה, בעוד מערכות שורש משפרות את יכולת הקרקע ואת יכולת אחסון מים.זה מפחית את הסיכון של הצפה עירונית ומגבלות התחבורה של ממזהמים למים.

בנוסף, צמחייה עירונית משפרת את איכות האוויר על ידי סינון שלמזהמים כגון אוזון, חנקן דו חמצני, וחומר מבודד. Leaves ללכוד חלקיקים באוויר ו סופגת אבקות גזיים, המוביל לירידה ניכרת בזיהום אוויר עירוני. לדוגמה, עצים בערים גדולות בארה"ב יכולים להסיר כמה מאות טונות של אבקות אוויר מדי שנה, לתרום לשיפור הבריאות הנשימה ושיעורי התמותה מופחתים.

פחמן שכנוע: מתמונותסינתזה לאחסון ארוך

לכידת פחמן על ידי צמחייה היא תהליך טבעי קריטי המפחית את שינויי האקלים על ידי הסרת דו תחמוצת הפחמן האטמוספרי (CO2) ואחסון אותו ביומסה וקרקעות. פונקציה ביו-גיאוכימית זו מייצגת את אחד הפתרונות היעילים ביותר של אקלים מבוסס טבע זמין.

תהליך של פחמן תיקון

פוטוסינתזה היא הבסיס של פליטת פחמן. צמחים סופגים CO2 מהאווירה ולהשתמש באור השמש כדי להמיר אותו לפחמימות באמצעות סדרה של תגובות ביוכימיות.חמצן משוחרר כתוצר.הפח הקבוע במהלך פוטוסינתזה מוקצה לחלקים צמחיים שונים - עלילות, גזעים, שורשים ומבנים הרבייה - המהווים את הביומסה של הצמח.

הייצור העיקרי הנקי (NPP) מודד את הפחמן שנשמר על ידי צמחייה לאחר שמתחת את הסכום שאבד באמצעות פיראטיות צמחית.גלובלי, צמחייה ארצית מייצרת כ-56 מיליארד טון של פחמן מדי שנה באמצעות NPP, ויצרה את הבסיס לאחסון פחמן במערכות אקולוגיות (FLT:0;0) חינוך טבע, 2014FLT:1 עם זאת, את תוחלת האחסון של פחמן תלוי בסוג מערכת אקולוגית, הפרעות, נהלים וניהול הקרקע.

מעל פני השטח ולמטה למטה כריות פחמן

פחמן הוא ספוג במספר בריכות בתוך מערכות אקולוגיות.מעלה הביומסה כוללת תא המטען, הענפים, העלים, מתווד, אשר מחזיק מלאי פחמן משמעותי - יערות ישנים יכולים להכיל מאות טונות של פחמן per Hectare.עצים גדולים-diameter חשובים במיוחד כמו הם מצטברים במהירות פחמן והם פחות נוטים לרקבון.

מתחת לפני הקרקע בריכות פחמן מורכבות שורשים וחומר אורגני הקרקע, כולל פחמן המועבר לאדמה באמצעות שורש exudates ו- Mycorrhizal פטריות סינפירים.Soil פחמן יכול להישאר יציב במשך עשרות שנים עד אלפי שנים אם מוגן מפני פירוק מיקרוביאלי.יחס של מעל הקרקע לפחמן מתחת לפני הקרקע משתנה על ידי צמחייה: עשבים, למשל, לאחסן את רוב פחמן מתחת לפני הקרקע, נוטה יערות גבוהים יותר.

Soil Organic Carbon Dynamics

Soil פחמן אורגני (SOC) מייצג את המאגר הגדול ביותר של פחמן ארצי - שלוש פעמים כמות הפחמן הנוכחי באטמוספירה. Vegetation תורמת SOC באמצעות קלט של חומר צמחי מת תרכובות פחמן שמקורן שורש.היציבות והצטברות של SOC תלויים בגורמים כגון הטבע הכימי של קלטות אורגניות, אדמה, טמפרטורה, לחות, וניהול קרקע.

פרקטיקות שמשפרות ביומסה שורש ולהפחית את ההפרעה הקרקעית, כגון חקלאות ללא פגע, כיסוי יבול, ו agroforestry, לקדם את הצטברות SOC. הפוך, אינטנסיבי עדג, overgrazing, טטלנד ניקוז, ושחיקה אדמה להאיץ את הפסדי פחמן, שחרור CO2 בחזרה לתוך האווירה ומתחת פחמן דו-מערכתי.

פוטנציאל למיצוי פחמן השוואתי של סוגי הטיפוח העיקריים

מערכות אקולוגיות שונות משתנות באופן משמעותי ביכולתם למקם ולחסן פחמן.הבנת הבדלים אלה חיונית כדי ליידע את סדרי העדיפויות של שימור, מאמצי שיקום ואסטרטגיות לצמצום האקלים.

יערות

יערות הגשם הטרופיים הם בין המערכות האקולוגיות של פחמן-פחמן ביותר בעולם, עם מעל ביומסה פחמן מניות ממוצע של 200 עד 300 טון מטריים לכל דונם. בו ריאל יערות, תוך אחסון פחות פחמן מעל פני השטח, לצבור כמויות גדולות בחומר אורגני הקרקע ואת פיקדונות אפונה. יערות טמפראט תופסים קרקע בינונית, עם דגני פחמן בינוניים אבל צמיחה מהירה יותר ומחזור.

צעירים, שגורמים לערעור בדרך כלל לפחמן במהירות בעשורים הראשונים של צמיחה; עם זאת, יערות ישנים וחדשים ממשיכים לפעול כטביעות פחמן, אם כי בקצב איטי יותר.הגנה על היערות הבוגרים הללו היא חיונית, כפי שהם משמשים כמאגרי פחמן בלתי ניתנים להחלפה ונקודות חמות של המגוון הביולוגי (FLT:0Luyssa et al, 2008, PNASFLT:1).

גבעות ו Savannas

לעתים קרובות התעלמו, דשא לאחסן מעל שליש של פחמן ארצי, בעיקר מתחת לפני השטח במערכות שורשים עמוק, fibrous כי יכול להרחיב כמה מטרים. זה שורש נרחב biomass עושה משטחים resilient כדי הפרעות כגון אש ובצורת. Savannas, מאופיין על ידי תערובת של עשבים ועצים מפוזרים, להציג פחמן ביניים אבל מכסים שטחים נרחבים ברחבי העולם.

ניהול נכון של אינטנסיביות ומשטרי אש מרעה יכול לשפר את פליטת הפחמן במערכות אלה על ידי קידום צמיחה שורש אחסון פחמן קרקע.

Wetlands ו-Manøs

Wetlands, מנגורים, ו- Seagras meadows - המכונה באופן קולקטיבי מערכת אקולוגית "פחמן כחול" - הם בין הכי יעיל פחמן טבעי שוקעים על בסיס per-area.חמצן-poor, תנאי מוצפים מים להאט את הפירוק של חומר אורגני, ומאפשר פחמן לצבור במשקעים לאורך זמן רב.

יערות מנגרו מאחסנים שלוש עד חמש פעמים יותר פחמן לקטר מאשר יערות גשם טרופיים, הרבה ממנו ספוג באדמה עמוקה, אנקסית.פיטס צובר מלאי פחמן מסיבי במשך אלפי שנים, אבל ניקוז וירידה תוצאה של פליטות פחמן מהירות.שיקום של מערכות אקולוגיות אלה מציע כמה מן החיסוני הפחמן הגבוהים ביותר מחזירים ליחידת השקעות ומספקים קריטיים להגנה על חוף מגוון ביולוגי.

איומים על שירותי האקלים של הצמח

למרות חשיבותם, שירותי הפחתת האקלים של צמחייה עומדים בפני איומים גוברים מפעילות אנושית ושינוי סביבתי גלובלי, מסכנים את יכולתם לאקלים מתון ולאחסן פחמן.

שינוי והחלפת קרקעות

פיזור, במיוחד באזורים טרופיים, מהווה כ-10% מפליטת גזי החממה העולמית מדי שנה.כאשר יערות מטוהרים ונשרפה, כמויות עצומות של פחמן מאוחסן משוחררות במהירות לאטמוספירה.הסתה של יערות לחקלאות או מרעה לא רק מבטלת כיור פחמן גדול, אלא לעתים קרובות תוצאות במערכות אקולוגיות עם פוטנציאל אחסון פחמן לטווח ארוך מופחת.

אפילו סלקטיבי יכול להפחית את מלאי פחמן היער עד 30-50%, ופירוק משבש את הרגולציה של האקלים המקומי על ידי שינוי מיקרו-קלמטים וצמצום הפינויציה.התרחבות עירונית ופיתוח תשתיות נוספות של בתי גידול נפרדים ותפקודי מערכת אקולוגית משפילים.

שינויי אקלים

שינויי האקלים עצמם מציבים איומים משמעותיים בטמפרטורות הצומחות.עלייה, דפוסי המשקעים המשונים, וריכוזי CO2 אטמוספריים מוגברים משפיעים על הפיזיולוגיה של הצמח ועל הדינמיקה האקולוגית. בעוד ש- CO2 הפרידה עשויה לשפר את צמיחת הצמח בהקשרים מסוימים, היתרונות לעתים קרובות מידרדרים על ידי מתח בצורת מוגבר, מגבלות תזונתיות וקיצוניות חום.

שריפות תכופות וחזקות יותר, התפרצויות מגיפה, והספות הורגות עצים ושחררות פחמן מאוחסנים, עלולות להפוך יערות מפחמן שוקעים למקורות פחמן.בנוסף, אזורי אקלים משתנים גורמים לזן להגר, אשר עלול להפחית את יכולת המשקעים של פחמן של צמחייה קיימת.

זיהום ודהגרדציה

זיהום אוויר, כולל חנקן ופירוק של פעילות תעשייתית וחקלאית, קרקעות חומציות ומשנות זמינות תזונתית, פגיעה במינים צמחיים רגישים. גוש טרופי מזיק רקמות עלים, צמצום יעילות פוטוסינתזה ושיעורי צמיחה. Soil קומפקטיון, זיהום על ידי מתכות כבדות, והפצה של מינים פולשניים נוספים desystem destra בריאות ולהפחית פוטנציאל פליטת פחמן.

אסטרטגיות לשיפור תפקידה של הצמח

כדי למקסם את היתרונות של צמחייה, גישה רבת פנים המשלבת שימור, שיקום, ניהול בר קיימא וירוקינג עירוני הוא חיוני.אסטרטגיות אלה גם לתמוך שימור המגוון הביולוגי ורווחה אנושית.

דחייה ושגשוג עם מינים

אחסון כיסוי עץ על אדמות מוזנח מציע פוטנציאל פליטת פחמן משמעותי.עם זאת, חיוני כדי לתעד מינים מקומיים ורכבי יער מגוונים על צמחי מונוגתרבות של מינים אקזוטיים הצומחים במהירות, אשר לעתים קרובות לאחסן פחות פחמן ותמיכה מופחתת מגוון ביולוגי. מאמצי שיקום צריך להדגיש קישוריות נוף ושלמות אקולוגית כדי לשפר את החוסן ואת התפקוד האקולוגי.

יוזמות גלובליות כמו האתגר בוני שואפות לשחזר 350 מיליון דונם של אדמה מוזנחת עד 2030, המייצגות הזדמנות משמעותית לצמצום האקלים ולשיקום המערכת האקולוגית.

החקלאות והחקלאות מחדש

חיתוך עצים לתוך נופים חקלאיים באמצעות silvopasture,סמטאות יבול, ומערכות אחרות agroforestry משפר את אחסון פחמן הן ביומסה עץ והן אדמה. regenerative נהלים חקלאיים כגון לא till טיפוח, כיסוי יבול, ו רוטטציה תחריטים להגדיל את הקרקע אורגנית ולשפר את בריאות הקרקע תוך שמירה או הגדלת הפרודוקטיביות החקלאית.

גישות אלה גם להפחית את הצורך של דשנים סינתטיים וחומרי הדברה, ובכך להפחית את פליטת גזי החממה הקשורים לחקלאות קונבנציונלית ולקדם שימוש בר-קיימא יותר בארץ.

תשתיות ירוקות וירוקות

הרחבת עץ עירוני קאנאופוי, התקנת גגות ירוקים וקירות, פארקים מתפתחים, והקמת רטובות בערים לא רק פליטות פחמן אלא גם משפרת עמידות עירונית נגד גלי חום, שיטפונות וזיהום אוויר. ערים רבות ברחבי העולם אימצו תוכניות בנייה עירונית יער במטרה להגדיל את כיסוי הקפיפי, הכרה ביתרונות חברתיים, סביבתיים וכלכליים מרובים.

תשתיות ירוקות גם תומך במגוון ביולוגי בהגדרות העירוניות ומשפרות את איכות החיים של התושבים על ידי מתן מרחבים פנאי וצמצום זיהום רעש.

שימור מערכות Intact

שמירה על יערות קיימים, דשא, רטובות, ומערכות אקולוגיות טבעיות אחרות היא קריטית לשימור פונקציות רגולציה האקלים שלהם. מאמצי השימור למנוע פליטות פחמן הקשורות עם שינוי הקרקע ולהגן על המגוון הביולוגי כי תחת בסיס מאגרים של מערכות אקולוגיות. מדיניות יעילה, הכרה בזכויות הקרקע הילידים וניהול משאבי בר קיימא לתרום לשימור סביבתי ארוך טווח.

הגנה על מערכות אקולוגיות שלמות גם שומרת על מחזורים הידרולוגיים ומיקרו-קלימיים, החיוניים ליציבות האקלים האזורי ולפרנסת אדם.