Yale Environment 360
Ecosistemele de savană din Africa – care includ câmpiile cu copaci spinoși din Serengeti, pădurile deschise din Parcul Național Kruger și savanele uscate cu nisip roșu din Kalahari – ocupă aproximativ 70 la sută din continent la sud de deșertul Sahara. Și tot mai multe dovezi arată că aceste peisaje emblematice și biodiverse se schimbă pe măsură ce nivelurile în creștere ale dioxidului de carbon din atmosferă alimentează creșterea copacilor în detrimentul ierburilor, ceea ce duce la un peisaj din ce în ce mai împădurit.
Un studiu din 2012 al parcelelor experimentale din savanele sud-africane – unde incendiile, precipitațiile și presiunea erbivorelor au rămas constante timp de decenii – arată creșteri mari ale masei de plante lemnoase, pe care autorii le atribuie în primul rând așa-numitului „efect de fertilizare cu CO2”, îmbunătățirea creșterii plantelor cauzată de creșterea dioxidului de carbon atmosferic. Un studiu de modelare publicat anul trecut în revista Nature descrie o schimbare recentă și rapidă a unor zone extinse de pajiști și savană africane către stări de vegetație mai densă și mai împădurite, o tendință care se așteaptă să se accelereze în următoarele decenii, pe măsură ce concentrațiile atmosferice de CO2 cresc. Există deja semne că animalele de câmp deschis, cum ar fi ghepardul, au de suferit pe măsură ce savana devine mai împădurită.
Această tendință nu se limitează la Africa. Un studiu australian publicat luna trecută, care s-a bazat în parte pe date din satelit, concluzionează că acoperirea cu frunze în zonele calde și aride din întreaga lume a crescut cu aproximativ 11 procente în ultimele trei decenii din cauza nivelului mai ridicat de CO2. Randall Donohue și colegii de la agenția științifică națională australiană, cunoscută sub numele de CSIRO, și de la Universitatea Națională Australiană au declarat că efectul de fertilizare cu CO2 „este acum un proces semnificativ al suprafeței terestre” care modelează ecosistemele din mari părți ale planetei.
Guy Midgley, un important cercetător sud-african în domeniul climei, autor a mai multor lucrări despre fertilizarea cu CO2, a declarat că creșterea înverzirii zonelor aride descrisă în lucrarea australiană este „fenomenală”. Studiul, a spus el, este o adăugire valoroasă la un număr tot mai mare de dovezi conform cărora concentrația în creștere a dioxidului de carbon din atmosferă schimbă în mod direct ecosistemele terestre, independent de creșterea temperaturii.
Deși unii ar putea considera o creștere a creșterii plantelor din deșert ca fiind pozitivă, o expansiune a vegetației lemnoase în savană și pajiști ar putea avea efecte negative grave, a avertizat Midgley. Aceasta ar putea amenința și populațiile de animale sălbatice și rezervele de apă, deoarece arborii și arbuștii folosesc mai multă apă decât ierburile. Ar putea chiar amplifica încălzirea globală, deoarece arborii, fiind în general mai întunecați decât ierburile, pot absorbi mai multă radiație solară.
Savanele sunt rezultatul unei bătălii pentru spațiul vital între ierburi și arbori pe care niciuna dintre părți nu a câștigat-o.
Savanele pot fi văzute ca fiind rezultatul unei bătălii pentru spațiul vital între ierburi și arbori pe care niciuna dintre părți nu a câștigat-o, a declarat Midgley, director-șef al Diviziei pentru schimbări climatice și bioadaptare din cadrul Institutului Național de Biodiversitate din Africa de Sud. În cazul în care ierburile ar câștiga lupta, ar rezulta preerii fără copaci. Dacă arborii ar câștiga, savana ar deveni o pădure din ce în ce mai densă. Multe savane africane se găsesc în zone cu precipitații suficiente pentru a susține o pădure densă, dar focul și erbivorele mari, cum ar fi elefanții, doboară în mod constant copacii, oferind ierburilor spațiu pentru a crește și menținând un echilibru aproximativ între cele două tabere. „Îmbulzeala de tufișuri” observată pe întinderi mari din Africa de Sud în ultimele decenii este un exemplu de perturbare a echilibrului dintre ierburi și copaci, spune el.
În ultimele decenii, pe întinderi mari din Africa de Sud, crescătorii de animale și administratorii de animale sălbatice au observat o creștere a vegetației lemnoase. Arbuștii și copacii au invadat pajiștile, transformându-le în savană. Savanele au devenit mai dens împădurite, uneori impenetrabil. Dovezile anecdotice și fotografiile din serii temporale indică faptul că această tendință s-a accelerat în anii 1980, iar la sfârșitul acelui deceniu „invadarea tufișurilor” era un termen utilizat în mod obișnuit pentru ceea ce se întâmpla pe pajiștile și în zonele de viață sălbatică din întregul subcontinent.
Namibia, o țară în general aridă, slab populată, situată la nord-vest de Africa de Sud, a fost deosebit de afectată; aproximativ 26 de milioane de hectare (64 de milioane de acri) din această țară au fost invadate de plante lemnoase nedorite, care sufocă zonele de pășunat. Deoarece copacii folosesc mai multă apă de ploaie decât ierburile, aceștia reduc, de asemenea, în mod semnificativ reîncărcarea apelor subterane și scurgerea în râuri. Pierderea pajiștilor este unul dintre motivele pentru care producția de carne de vită a țării este în prezent cu 50 până la 70% mai mică decât nivelurile din anii 1950, potrivit unor estimări. Împădurirea tufișurilor costă mica economie a Namibiei până la 170 de milioane de dolari pe an.
Schimbările din savană afectează, de asemenea, animalele sălbatice. Conservatorii din Namibia, unde se află cea mai mare populație rămasă de gheparzi din lume, au început să găsească gheparzi înfometați cu răni grave la ochi în urmă cu aproximativ douăzeci de ani. Nu numai că prada lor, antilopele de câmpie, este înghesuită de copaci, dar gheparzii – care preferă să vâneze în zone deschise, unde își pot exploata faimoasa viteză – sunt, de asemenea, orbiți de spinii plantelor lemnoase care acaparează peisajul.
Ornitologii care studiază vulturul Capului, un animal de curățenie amenințat din sudul Africii, au descoperit că acesta evită să se hrănească cu cadavre de animale în zonele invadate de tufișuri. Vulturii Capului sunt păsări mari și grele care au nevoie de o cursă de decolare lungă și liberă pentru a se lansa în aer. Pentru a evita să devină hrană pentru prădători, se pare că vulturii pur și simplu nu aterizează acolo unde tufișurile par prea dese pentru a putea decola din nou. Specia, cândva numeroasă în Namibia, nu se mai înmulțește acolo.
În anii ’80 și ’90, opinia predominantă era că gestionarea defectuoasă a terenurilor, în special pășunatul excesiv, era principala cauză a invadării tufișurilor, deoarece copacii colonizează cu ușurință peticele de pământ gol create atunci când prea multe oi și vite distrug ierburile perene. Cu toate acestea, unii experți au observat că și fermele bine gestionate suferă adesea de invadarea tufișurilor. Deși pășunatul excesiv poate contribui la invadarea tufișurilor, aceștia au considerat că unele schimbări mai importante ale mediului ajutau plantele lemnoase să domine ierburile.
În 2000, Midgley s-a alăturat lui William Bond, un ecologist de la Universitatea din Cape Town, pentru a publica o lucrare în care propunea un mecanism prin care creșterea CO2 atmosferic ar putea favoriza copacii în detrimentul ierburilor în lupta lor pentru teritoriu în savanele africane. În aceste savane, ierburile sunt mai inflamabile și mai tolerante la foc decât copacii – ele poartă focul prin peisaj și reînsuflețesc rapid după incendiu, având nevoie de mai puțin timp (și de mai puțină apă, nutrienți din sol și carbon atmosferic) pentru a ajunge la maturitate decât copacii.
Pentru a se stabili în peisaj, copacii din savană trebuie să atingă o înălțime de aproximativ patru metri pentru a evita ca tulpinile și coroanele lor să fie distruse de focul provocat de iarbă. Cu alte cuvinte, arborii se stabilesc doar dacă li se oferă o pauză de foc suficient de lungă pentru a construi tulpini suficient de înalte pentru a crește mult deasupra zonei de flacără. (Mulți arbori din savana africană nu sunt uciși de-a dreptul de foc, ci reînsuflețesc din rădăcini după ce le-au fost distruse părțile de deasupra solului.)
Învingând ierburile pentru apă, nutrienți și lumină, arborii încep să acapareze peisajul.
Rezultatele cercetărilor anterioare au arătat că arborilor din savană le trebuie de obicei patru sau mai mulți ani pentru a ajunge la o înălțime rezistentă la foc, dar majoritatea savanelor africane ard la fiecare unu până la trei ani, astfel încât copacii se pot maturiza doar atunci când există o pauză mai mare decât în mod normal între incendii, care a fost rară. Mai mult CO2 în aer înseamnă că arborii pot, teoretic, să-și construiască tulpinile și rădăcinile, care consumă mult carbon, mai mult timp, mai gros și mai repede. Bond și Midgley au emis ipoteza că, din această cauză, arborii ar putea crește și reîmprăștia mai repede după incendiu decât în urmă cu câteva decenii, când nivelul de CO2 din atmosferă era mai scăzut, crescând astfel șansele lor de a ajunge la o înălțime rezistentă la foc. Apoi, prin depășirea ierburilor în competiția pentru apă, nutrienți și lumină, copacii ar putea domina peisajul.
Mai recent, pentru a testa dacă arborii din savană cresc de fapt mai repede în condiții de concentrații atmosferice crescute de CO2, colegul lui Bond și Midgley, Barney Kgope, a cultivat puieți de arbori și ierburi din savana africană în camere care i-au permis să varieze nivelul de CO2 din aerul din jurul plantelor. Rezultatele, publicate în 2010, sunt uimitoare. Unii arbori de savană crescuți într-o atmosferă de 370 de părți pe milion (ppm) de dioxid de carbon (puțin mai puțin decât nivelul actual de 400 ppm) au crescut de două ori mai repede decât aceleași specii crescute în atmosfera preindustrială de 280 ppm de CO2. Nu numai că arborii crescuți la 370 ppm erau mai înalți decât cei crescuți în concentrațiile preindustriale de CO2, dar aveau și spini mai mari pentru a-i proteja de erbivore și sisteme radiculare mult mai extinse decât omologii lor preindustriali. Ei deveniseră, în termenii lui Bond, „super-arbori.”
Cercetătorul Donohue a declarat că, deși imaginile din satelit folosite în noul său studiu australian nu au făcut distincția între ierburile verzi și plantele lemnoase verzi, tendințele pe care el și colegii săi le-au observat au fost în concordanță cu o creștere generală a biomasei vegetale în întreaga Africă datorită fertilizării cu CO2. Deși unele instituții de presă au raportat rezultatele studiului său ca demonstrând un „avantaj” al schimbărilor climatice, deoarece deșerturile „înverzesc”, Donohue a avertizat împotriva acestei interpretări unilaterale. „Vor exista învingători și învinși”, a spus el, deoarece creșterea vegetației în unele zone aride ar putea foarte bine să crească biodiversitatea locală, dar ar putea, de asemenea, să dăuneze speciilor adaptate la habitatele cu mai puțină vegetație.
Guy Midgley are o viziune mai pesimistă asupra influenței aparent crescânde a CO2 atmosferic. „Ne plac ecosistemele noastre neforestiere”, a spus el, menționând că, în afară de impactul pe care o creștere a plantelor lemnoase îl va avea asupra faunei sălbatice din pășuni și a creșterii animalelor, pășunile din țară formează bazine hidrografice care alimentează râuri vitale pentru economie. Studiile arată că randamentul apei din bazinele hidrografice ale pajiștilor din Africa de Sud scade semnificativ atunci când sunt invadate de arbori exotici, acesta fiind unul dintre motivele pentru care guvernul cheltuiește milioane de dolari pe an pentru a le îndepărta.
„Ne aflăm într-o lume nouă și curajoasă din punctul de vedere al plantelor – este puțin înfricoșător”, spune un om de știință.
Ecologi sud-africani încearcă să afle care este cea mai bună modalitate de a împiedica copacii să pună stăpânire pe savană, poate prin „furtuni de foc” – incendii controlate, declanșate în zilele fierbinți și uscate pentru a maximiza căldura pe care o generează – sau prin tăierea atentă a copacilor. Dar incendiile super-încălzite ar putea avea propriile efecte negative asupra ecosistemelor, iar rărirea manuală ar putea fi prea costisitoare.
Midgley a declarat că, prin atingerea nivelului actual de 400 ppm de dioxid de carbon atmosferic, „am dat ceasul evoluției înapoi cu 5 milioane de ani în mai puțin de un secol. Este o schimbare masivă în modul în care funcționează ecosistemele noastre”. El a precizat că CO2 atmosferic ar putea atinge 600 ppm până în 2100, un nivel întâlnit ultima dată în epoca eocenă de acum 34 până la 55 de milioane de ani, când pădurile acopereau aproape întreaga planetă și cu mult înainte ca ierburile moderne și mamiferele mari de savană pe care le cunoaștem astăzi să evolueze.
„Ne aflăm într-o lume nouă și curajoasă din perspectiva plantelor”, a spus William Bond. „Este un pic înfricoșător. Animalele noastre de câmpie sunt cu spatele la zid”. Noii copaci invadatori nu vor face nimic semnificativ pentru a combate schimbările climatice, a spus el, pentru că sunt un mic rezervor de carbon neglijabil în termeni globali.