Ľudské aktivity, najmä rozsiahle poľnohospodárstvo a lesníctvo, významne zmenili povrch Zeme, zloženie atmosféry a v dôsledku toho aj klímu. Tieto činnosti naďalej menia energetickú bilanciu Zeme prostredníctvom zmien v tokoch skleníkových plynov a zmenách albeda zemského povrchu. Napríklad v rokoch 2007 až 2016 prispievali poľnohospodárstvo, lesníctvo a iné využitie pôdy k 23 % celkového antropogénneho radiačného pôsobenia spôsobeného skleníkovými plynmi.

Historické odlesňovanie určitého ekoregiónu v americkom regióne Horného stredozápadu spôsobilo čisté globálne oteplenie (1626 ± 44 µWm-²). Tento efekt bol spôsobený hlavne 76 % znížením zásob uhlíka v ekosystémoch, ale aj 84 % znížením pohlcovača pôdneho metánu a 115 % nárastom emisií oxidu dusného z pôdy. Nárast albeda spojený s odlesňovaním, vďaka viac odrazivej poľnohospodárskej vegetácii a absencii stromov, ktoré predtým zakrývali sneh, kompenzoval 24 % tohto oteplenia spôsobeného skleníkovými plynmi.

Vzhľadom na tento vplyv využívania pôdy na globálnu klímu sa navrhuje prijatie udržateľných postupov využívania pôdy ako prírode blízkych klimatických riešení (nature-based climate solutions – NBCS). Tieto riešenia majú potenciál odstraňovať oxid uhličitý z atmosféry, čím sa stávajú kľúčovým nástrojom na zvrátenie účinkov klimatickej zmeny.

Štúdia skúmala vplyv ôsmich rôznych NBCS na klímu v U.S. Upper Midwest. Tieto riešenia zahŕňali tri typy konzervujúceho poľnohospodárstva (bezorbové, so zníženým vstupom, organické), tri typy viacročných plodín/lesníctva (lucerna, topoľová plantáž, borovicová plantáž) a dva typy obnovy ekosystémov (skoré a stredné štádium sukcesie). Referenčným stavom bolo konvenčné poľnohospodárstvo (kukurica-sója-ozimná pšenica).

Radiačné pôsobenie NBCS za 100 rokov bolo do značnej miery ovplyvnené zmenami zásob uhlíka v ekosystémoch. Konzervujúce poľnohospodárstvo viedlo k sekvestrácii pôdneho uhlíka v rozsahu 4.5 až 7.1 Mg C ha⁻¹ počas prvých ~25 rokov. Pri viacročných plodinách/lesníctve prispeli k negatívnemu radiačnému pôsobeniu tak sekvestrácia pôdneho uhlíka (8.1 až 10.6 Mg C ha⁻¹), ako aj akumulácia uhlíka v drevnej biomase (0.0 až 48.7 Mg C ha⁻¹). Obnova ekosystémov sa tiež spoliehala na nárast uhlíka v pôde a drevnej biomase. Scenár s prirodzenou obnovou lesa (stredné štádium sukcesie) dokázal uložiť najväčšie množstvo uhlíka v drevnej biomase (70.4 ± 1.6 Mg C ha⁻¹).

Ďalším dôležitým faktorom bolo albedo zemského povrchu. Konvenčné a konzervujúce poľnohospodárstvo, ako aj lucerna, mali najvyššie odchádzajúce krátkovlnné žiarenie na vrchole atmosféry. Lesné plantáže a scenáre obnovy ekosystémov mali nižšie odchádzajúce krátkovlnné žiarenie vďaka tmavšej vegetácii a vyššiemu vzrastu, ktorý bránil odrazu od snehu v zime. Emisie oxidu dusného z pôdy boli ďalšou zložkou, pričom niektoré scenáre konzervujúceho poľnohospodárstva mali prekvapivo vyššie emisie ako konvenčné poľnohospodárstvo, zatiaľ čo lesné scenáre a skoré štádium sukcesie mali najnižšie emisie. Pohlcovač pôdneho metánu mal najmenší vplyv, pričom intaktný les (neskoré štádium sukcesie) mal silný pohlcovač, ktorý po konverzii na poľnohospodársku pôdu výrazne oslabol; len borovicová plantáž a stredné štádium sukcesie obnovili väčšinu tejto schopnosti.

Sumarizáciou všetkých zložiek radiačného pôsobenia sa zistilo, že rôzne NBCS prinášajú jasné kompromisy pre klímu, prírodu a spoločnosť. Konzervujúce poľnohospodárstvo poskytlo najmenšie zmiernenie klímy (-39 až -76 ± 31 µWm⁻²). Plantáže viacročných plodín poskytli väčšie zmiernenie (-147 až -881 ± 44 µWm⁻²). Scenár skorého štádia sukcesie (s pravidelným vypaľovaním) viedol k čistému globálnemu otepleniu (69 ± 31 µWm⁻²) v dôsledku pôsobenia albeda a emisií metánu zo spaľovania, ktoré kompenzovali sekvestráciu uhlíka. Najväčšie zmiernenie klímy poskytol scenár prirodzenej obnovy lesa (stredné štádium sukcesie) s -1555 ± 44 µWm⁻².

Pri rozhodovaní o využití krajiny je dôležité zvážiť tieto potenciály zmiernenia klímy spolu s ďalšími faktormi, ako je poskytovanie potravy, vlákniny a habitat pre rastliny a zvieratá. Zatiaľ čo konzervujúce poľnohospodárstvo poskytuje málo habitatu pre pôvodné druhy, viacročné plodiny a lesníctvo poskytujú obmedzený habitat a scenáre obnovy ekosystémov a prirodzenej obnovy lesa podporujú rôznorodejšie spoločenstvá. Integrácia NBCS do existujúcej poľnohospodárskej krajiny by mohla byť významným krokom k vyrovnaniu klimatického dlhu z minulého odlesňovania v regióne. JaroR

Štúdia publikovaná v časopise nature.com