Yale Environment 360
Africké savanové ekosystémy – mezi něž patří pláně Serengeti porostlé trnitými stromy, otevřené lesy Krugerova národního parku a suché písečné savany Kalahari – zabírají asi 70 % rozlohy kontinentu jižně od Sahary. Přibývá důkazů, že se tyto ikonické a biologicky rozmanité krajiny mění, protože rostoucí množství oxidu uhličitého v atmosféře podporuje růst stromů na úkor travin, což vede ke stále většímu zalesňování krajiny.
Průzkum experimentálních ploch v jihoafrických savanách z roku 2012 – kde požáry, srážky a tlak býložravců zůstávají po desetiletí konstantní – ukazuje velký nárůst dřevní hmoty, který autoři přičítají především takzvanému „efektu hnojení CO2“, tedy posílení růstu rostlin způsobenému rostoucím obsahem oxidu uhličitého v atmosféře. Modelová studie publikovaná v loňském roce v časopise Nature popisuje nedávný rychlý posun rozsáhlých oblastí afrických pastvin a savan k hustší vegetaci a zalesnění, což je trend, který by se měl v příštích desetiletích s rostoucí koncentrací CO2 v atmosféře ještě zrychlit. Již nyní se objevují známky toho, že zvířata žijící v otevřené krajině, jako je gepard, trpí tím, jak se savany stávají více zalesněnými.
Tento trend se neomezuje pouze na Afriku. Australská studie zveřejněná minulý měsíc, která se částečně opírala o satelitní data, došla k závěru, že listová pokrývka v teplých a suchých oblastech na celém světě se za poslední tři desetiletí zvýšila přibližně o 11 % v důsledku vyšší hladiny CO2. Randall Donohue a jeho kolegové z australské národní vědecké agentury, známé jako CSIRO, a Australské národní univerzity uvedli, že efekt hnojení CO2 „je nyní významným procesem na zemském povrchu“, který formuje ekosystémy v rozsáhlých částech planety.
Guy Midgley, významný jihoafrický klimatolog, který je autorem několika prací o hnojení CO2, řekl, že nárůst zeleně v suchých oblastech popsaný v australské práci je „fenomenální“. Studie je podle něj cenným doplňkem k rostoucímu počtu důkazů o tom, že rostoucí koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře přímo mění suchozemské ekosystémy, a to nezávisle na zvyšování teploty.
Ačkoli někdo může považovat zvýšení růstu pouštních rostlin za pozitivní, rozšíření dřevinné vegetace v savanách a travnatých oblastech by mohlo mít vážné negativní dopady, varoval Midgley. Mohlo by to ohrozit i populace volně žijících živočichů a zásoby vody, protože stromy a keře spotřebují více vody než trávy. Mohlo by to dokonce zesílit globální oteplování, protože stromy, které jsou obecně tmavší než trávy, mohou absorbovat více slunečního záření.
Savany jsou výsledkem boje o životní prostor mezi travinami a stromy, který ani jedna strana nevyhrála.
Savany lze považovat za výsledek boje o životní prostor mezi travinami a stromy, který ani jedna strana nevyhrála, řekl Midgley, hlavní ředitel oddělení klimatických změn a bioadaptací jihoafrického Národního institutu pro biodiverzitu. Pokud by trávy v této bitvě zvítězily, vznikly by prérie bez stromů. Pokud by zvítězily stromy, ze savan by se staly stále hustší lesy. Mnoho afrických savan se nachází v oblastech, které mají dostatek srážek pro hustý les, ale požáry a velcí býložravci, jako jsou sloni, neustále vyvracejí stromy, čímž dávají travinám prostor k růstu a udržují hrubou rovnováhu mezi oběma stranami. Příkladem narušení rovnováhy mezi travinami a stromy je podle něj „prorůstání buše“, které v posledních desetiletích pozorujeme na rozsáhlých územích jižní Afriky.
V posledních desetiletích na rozsáhlých územích jižní Afriky zaznamenávají chovatelé a správci divoké přírody nárůst dřevinné vegetace. Keře a stromy obsadily travnaté plochy a přeměnily je na savany. Savany jsou stále hustěji zalesněné, někdy až neprostupně. Neoficiální důkazy a časové řady fotografií ukazují, že tento trend se zrychlil v 80. letech 20. století a koncem tohoto desetiletí se pro dění na pastvinách a v oblastech s divokou zvěří na celém subkontinentu běžně používal termín „pronikání křovin“.
Namibie, obecně suchá, řídce osídlená země na severozápadě Jihoafrické republiky, byla obzvláště silně zasažena; přibližně 26 milionů hektarů (64 milionů akrů) země bylo obsazeno nežádoucími dřevinami, které dusí pastevní plochy. Protože stromy spotřebují více srážek než trávy, výrazně snižují doplňování podzemních vod a odtok do řek. Úbytek travnatých ploch je podle některých odhadů jedním z důvodů, proč je produkce hovězího masa v zemi nyní o 50 až 70 % nižší než v 50. letech minulého století. Zásah křovin stojí malou namibijskou ekonomiku až 170 milionů dolarů ročně.
Změny savan ovlivňují i volně žijící zvířata. Ochránci přírody v Namibii, kde žije největší zbývající populace gepardů na světě, začali zhruba před dvaceti lety nacházet hladovějící gepardy s vážnými poraněními očí. Nejenže jejich kořist v podobě antilop z plání vytlačují stromy, ale gepardy, kteří dávají přednost lovu na otevřených prostranstvích, kde mohou využít své pověstné rychlosti, oslepují také trny dřevin, které zabírají krajinu.
Ornitologové zkoumající supa kapského, ohroženého jihoafrického mrchožrouta, zjistili, že se vyhýbá hledání zvířecích mršin na plochách zarostlých keři. Supi kapští jsou velcí a těžcí ptáci, kteří potřebují dlouhý a čistý vzletový dráh, aby se mohli vznést do vzduchu. Aby se nestali potravou dravců, zdá se, že supi jednoduše nepřistávají tam, kde se jim křoví zdá příliš husté na to, aby mohli znovu vzlétnout. Tento druh, kdysi hojný v Namibii, zde již nehnízdí.
V 80. a 90. letech 20. století převládal názor, že hlavní příčinou šíření buše je špatné obhospodařování půdy, zejména nadměrná pastva, protože stromy snadno kolonizují místa holé země, která vzniknou, když příliš mnoho ovcí a dobytka zničí trvalé traviny. Někteří odborníci však poznamenali, že i dobře obhospodařované farmy často trpí prorůstáním křovin. Ačkoli nadměrná pastva může přispívat k pronikání keřů, domnívali se, že nějaká větší změna prostředí napomáhá tomu, aby dřeviny převládly nad travinami.
V roce 2000 Midgley společně s Williamem Bondem, ekologem z Univerzity v Kapském Městě, publikovali článek, ve kterém navrhli mechanismus, podle kterého by zvýšený obsah CO2 v atmosféře mohl zvýhodňovat stromy před travinami v jejich boji o území v afrických savanách. V těchto savanách jsou trávy hořlavější a odolnější vůči požárům než stromy – přenášejí oheň krajinou a po požáru rychle odrůstají, přičemž k dosažení zralosti potřebují méně času (a méně vody, půdních živin a atmosférického uhlíku) než stromy.
Aby se stromy v savaně prosadily, musí dosáhnout výšky asi čtyř metrů, aby jejich stonky a koruny nezničil požár způsobený trávou. Jinými slovy, stromy se prosadí pouze tehdy, pokud mají od ohně dostatečně dlouhou přestávku na to, aby si vybudovaly dostatečně vysoké kmeny, které vyrostou vysoko nad zónu plamenů. (Mnoho stromů v afrických savanách není požárem přímo usmrceno, ale poté, co jsou jejich nadzemní části zničeny, znovu vyraší z kořenů.)
Konkurencí travin o vodu, živiny a světlo začnou stromy ovládat krajinu.
Předchozí výzkumy ukázaly, že stromům v savaně obvykle trvá čtyři a více let, než dosáhnou ohnivzdorné výšky, ale většina afrických savan hoří každý jeden až tři roky, takže stromy mohou dospět jen tehdy, když mezi požáry nastane vzácná, delší než obvyklá přestávka. Více CO2 ve vzduchu znamená, že stromy mohou teoreticky stavět své uhlíkově náročné kmeny a kořeny déle, silněji a rychleji. Bond a Midgley vyslovili hypotézu, že díky tomu by stromy mohly po požáru růst a znovu kořenit rychleji než před několika desetiletími, kdy byla hladina CO2 v atmosféře nižší, čímž by se zvýšila jejich šance dosáhnout požárně odolné výšky. Pak by stromy díky tomu, že by konkurovaly travinám v boji o vodu, živiny a světlo, mohly v krajině převládnout.
Nedávno Bondův a Midgleyho kolega Barney Kgope, aby ověřil, zda stromy savany skutečně rostou rychleji při zvýšené koncentraci CO2 v atmosféře, pěstoval sazenice stromů a travin africké savany v komorách, které mu umožňovaly měnit hladinu CO2 ve vzduchu kolem rostlin. Výsledky, publikované v roce 2010, jsou zarážející. Některé stromy savany pěstované v atmosféře s obsahem 370 částic oxidu uhličitého na milion (ppm) (což je o něco méně než dnešních 400 ppm) rostly více než dvakrát rychleji než stejné druhy pěstované v předindustriální atmosféře s 280 ppm CO2. Stromy pěstované při 370 ppm byly nejen vyšší než stromy pěstované v předindustriální koncentraci CO2, ale měly i větší trny, které je chránily před býložravci, a mnohem rozsáhlejší kořenový systém než jejich předindustriální protějšky. Staly se z nich, řečeno Bondovou terminologií, „superstromy“.
Výzkumník Donohue uvedl, že ačkoli satelitní snímky použité v jeho nové australské studii nerozlišují zelené trávy a zelené dřeviny, trendy, které on a jeho kolegové pozorovali, odpovídají obecnému nárůstu rostlinné biomasy v celé Africe v důsledku hnojení CO2. Ačkoli některé zpravodajské servery informovaly o výsledcích jeho studie jako o důkazu „pozitivní stránky“ klimatických změn, protože pouště se „zelenají“, Donohue varoval před touto jednostrannou interpretací. „Budou tu vítězové i poražení,“ řekl, protože zvýšená vegetace v některých suchých oblastech může zvýšit místní biodiverzitu, ale může také poškodit druhy přizpůsobené méně vegetačním stanovištím.
Guy Midgley má na zjevně rostoucí vliv atmosférického CO2 pesimističtější názor. „Máme rádi naše nelesní ekosystémy,“ řekl s tím, že kromě dopadů, které bude mít nárůst dřevin na volně žijící živočichy na pastvinách a chov dobytka, tvoří pastviny v zemi povodí, která napájejí řeky důležité pro hospodářství. Studie ukazují, že výnosy vody v povodích jihoafrických travnatých ploch při napadení cizokrajnými dřevinami výrazně klesají, což je jeden z důvodů, proč vláda vynakládá miliony dolarů ročně na jejich odstranění.
„Z pohledu rostlin jsme v odvážném novém světě – je to trochu děsivé,“ říká jeden z vědců.
Jihoafričtí ekologové se snaží přijít na to, jak nejlépe zabránit tomu, aby stromy ovládly savany, třeba pomocí „ohňových bouří“ – řízených požárů zakládaných v horkých a suchých dnech, aby se maximalizovalo teplo, které vytvářejí – nebo opatrným prořezáváním stromů. Superžhavé požáry však mohou mít na ekosystémy své vlastní negativní účinky a ruční prořezávání by mohlo být příliš nákladné.
Midgley řekl, že dosažením dnešní úrovně 400 ppm oxidu uhličitého v atmosféře „jsme během necelého století otočili evoluční hodiny o 5 milionů let zpět. Je to obrovská změna ve fungování našich ekosystémů“. Poznamenal, že atmosférický CO2 by mohl do roku 2100 dosáhnout 600 ppm, což je úroveň, která byla naposledy zaznamenána v epoše eocénu před 34 až 55 miliony let, kdy lesy pokrývaly téměř celou planetu a dávno předtím, než se vyvinuly moderní trávy a velcí savci savan, které známe dnes.
„Z pohledu rostlin se nacházíme v novém odvážném světě,“ řekl William Bond. „Je to trochu děsivé. Naše planinová zvířata se ocitla zády ke zdi.“ Nové invazní stromy podle něj nijak významně nepřispějí k boji proti klimatickým změnám, protože z globálního hlediska představují zanedbatelně malý pohlcovač uhlíku.