8 Minute
O limită planetară în retragere
Activitatea umană a împins majoritatea suprafeţei terestre a Pământului dincolo de limitele locale considerate sigure pentru ceea ce cercetătorii numesc „integritate funcțională a biosferei”. O echipă multinațională condusă de Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK), în colaborare cu Universitatea BOKU din Viena, a cartografiat această limită planetară în detaliu spațial și istoric. Articolul, publicat în One Earth, concluzionează că aproximativ 60% din suprafața terestră globală se află acum în afara spațiului de operare sigur definit local, iar 38% este într-o stare cu risc ridicat. Aceste schimbări reflectă secole de modificări ale utilizării terenurilor, cele mai intense în Europa, Asia și America de Nord.
Societățile umane depind de biosferă pentru hrană, fibre, combustibil și, tot mai mult, pentru utilizarea biomasei în scopuri de atenuare a schimbărilor climatice. Dar chiar această cerere — agricultură, silvicultură, recoltarea reziduurilor și extinderea energiei pe bază de biomasă — reduce capacitatea vegetației de a susține ciclurile de carbon, apă și azot care stau la baza ecosistemelor stabile.
Ce este integritatea funcțională a biosferei și de ce contează
Integritatea funcțională a biosferei descrie capacitatea plantelor și a ecosistemelor asociate de a captura și redistribui energia fotosintetică pentru a menține fluxurile materiale — carbon, apă și azot — care stabilizează procesele sistemului Pământ. Este un element central al cadrului Planetary Boundaries. Când vegetația și structura intactă a ecosistemelor nu mai pot susține aceste fluxuri, ecosistemele devin mai fragile: puțurile de carbon slăbesc, bilanțurile hidrologice se modifică, ciclurile nutrienților se dezechilibrează și biodiversitatea scade.
Actualizarea din 2023 a cadrului Planetary Boundaries a subliniat rolul central al fluxurilor energetice conduse de fotosinteză pentru stabilitatea planetei. Noua cercetare condusă de PIK operationalizează această idee prin măsurarea a două indicatori complementari în spațiu și timp: ponderea productivității biomasei naturale preluate de oameni (prin recoltă, lemn, reziduuri și conversie a terenurilor) și un indicator separat de risc de instabilizare a ecosistemelor care urmărește schimbările structurale în vegetație și dezechilibrele în ciclurile apei, carbonului și azotului.
Metode: modelare de înaltă rezoluție pe termen lung
Echipa a folosit modelul global biosferic LPJmL pentru a simula zilnic fluxurile de apă, carbon și azot la nivel mondial, la o rezoluție spațială de aproximativ jumătate de grad. LPJmL integrează date climatice, de acoperire a terenului și de utilizare umană a terenurilor pentru a reconstrui condițiile anuale din 1600 până în prezent. Prin combinarea productivității fotosintetice modelate cu tiparele istorice de recoltare și conversie a terenurilor și prin compararea rezultatelor cu praguri ecologice cunoscute din literatură, cercetătorii au atribuit fiecărei celule de rețea unul dintre cele trei stări: Spațiu de Operare Securizat, Zonă cu Risc în Creștere sau Zonă cu Risc Ridicat.
Două indicatori, o imagine a stresului
- Aproprierea umană a productivității biomasei: Acest indicator cuantifică ce fracțiune din productivitatea vegetală naturală este direcționată către utilizări umane sau pierdută prin cultivare și etanșare. Fracțiuni mari înseamnă că mai puțină energie ecologică rămâne pentru a susține procesele native.
- Risc de destabilizare a ecosistemului: Un indicator multivariați care captează schimbările structurale în vegetație și dezechilibrele sistemice în ciclurile apei, carbonului și azotului — semnale timpurii că ecosistemele se apropie de puncte de cotitură.
Combinarea acestor indicatori produce o hartă spațială explicită a locurilor unde limitele funcționale ale biosferei au fost depășite și unde riscurile sunt în creștere, oferind o resursă pentru monitorizare și politici teritoriale.
Traiectoria istorică și tiparele regionale
Simulările indică faptul că primele depășiri substanțiale ale limitelor locale ale biosferei au început în zonele de latitudini medii în jurul anului 1600. Până în 1900, aproximativ 37% din terenuri erau în afara limitelor locale definite ca sigure și 14% erau în risc ridicat. Aceste procente au crescut de atunci la 60% și, respectiv, 38%. Acest interval arată că utilizarea intensivă a terenurilor și alterarea ecosistemelor au precedat era în care încălzirea antropogenică a devenit principalul factor de stres planetar; schimbarea utilizării terenurilor a modelat stabilitatea sistemului Pământ de mult timp.
Din punct de vedere spațial, cele mai puternice depășiri apar în regiuni cu istorii îndelungate de agricultură intensivă și conversie a terenurilor — Europa, mari părți din Asia și multe zone din America de Nord. Regiunile tropicale prezintă, de asemenea, presiuni crescânde acolo unde extinderea terenurilor agricole, pajiștilor și plantațiilor a redus productivitatea nativă și integritatea ecosistemică.
Implicații pentru politica climatică, soluții bazate pe natură și bioenergie
Studiul subliniază un compromis critic: propunerile de a extinde biomasa pentru energie sau pentru eliminarea carbonului (de exemplu, BECCS — bioenergie cu captare și stocare a carbonului) riscă să degradeze în continuare funcțiile biosferei care contribuie la reglarea climei dacă sunt implementate ca plantații mari de monoculturi sau reduc puțurile naturale de carbon rămase. După cum argumentează Johan Rockström, directorul PIK și coautor, factorii de decizie trebuie să trateze protecția biosferei și acțiunea climatică ca pe o provocare integrată. Restaurarea și conservarea vegetației naturale, reducerea cererii excesive de biomasă și prioritizarea practicilor de utilizare a terenurilor care mențin sau îmbunătățesc fluxurile energetice fotosintetice sunt esențiale.
Tehnologiile și politicile care ar putea reduce presiunea asupra biosferei includ agricultura regenerativă, agroforesteria, eficiența îmbunătățită a recoltării, stoparea conversiei ecosistemelor native și prioritizarea strategiilor climatice cu consum redus de biomasă acolo unde este fezabil. Modelele de înaltă rezoluție precum LPJmL și progresele în teledelectarea prin satelit sunt critice pentru identificarea punctelor fierbinți de risc și pentru urmărirea progreselor în timp.
Perspectiva experților
Dr. Maya Chen, ecolog terestru și profesor asociat la Institute for Global Environmental Change, comentează: „Acest studiu este decisiv deoarece leagă utilizarea biomasei de către oameni direct de pierderea puterii de reglare a biosferei. Nu este suficient să măsurăm doar CO2; trebuie să măsurăm fluxurile energetice care susțin ecosistemele. Pentru factorii decizionali, mesajul este clar: extinderea biomasei fără criterii stricte pentru biodiversitate, sănătatea solului și echilibrul hidric riscă să submineze captarea carbonului și reziliența, în loc să le susțină.”
Dr. Chen adaugă că pașii concreți includ orientarea restaurării către terenurile cele mai degradate și marginale, investiții în sisteme alimentare durabile cu randament ridicat pentru a reduce cererea de teren și implementarea proiectelor de atenuare a emisiilor care sunt pozitive pentru natură și protejează ecosistemele bogate în carbon existente.
Context științific și de politică mai larg
Studiul PIK se bazează pe progrese multidisciplinare în știința sistemului Pământ și cercetarea privind limitele planetare. El completează evaluările de teledetecție ale schimbărilor în acoperirea terenurilor, studiile empirice ale funcției ecosistemelor și analizele de politici privind opțiunile de atenuare bazate pe teren. Prin furnizarea unei hărți globale, rezolvate anual, a integrității funcționale a biosferei din 1600, lucrarea oferă o bază istorică care poate ajuta la evaluarea țintelor de restaurare și la ghidarea negocierilor climatice internaționale.
Pentru politicile climatice și de biodiversitate la nivel internațional, concluzia principală este că menținerea sau refacerea integrității funcționale a biosferei amplifică atenuarea climatică: ecosistemele sănătoase rețin carbon, reglează ciclurile hidrologice și atenuează extremele climatice. În schimb, suprasolicitarea continuă a energiei fotosintetice și conversia sistematică a terenurilor vor limita opțiunile umanității pentru stabilizarea climei.
Concluzie
Noua analiză realizată de PIK și parteneri arată că majoritatea suprafeței terestre a Pământului nu mai funcționează în limitele locale considerate sigure: 60% este în afara zonei sigure și 38% se află în risc ridicat. Factorii care stau la bază sunt de lungă durată — în principal agricultura și alte forme de apropiere a biomasei — iar consecințele afectează reziliența climatică, biodiversitatea și bunăstarea umană. Restaurarea fluxurilor energetice conduse de fotosinteză și protejarea puțurilor naturale de carbon rămase trebuie tratate ca piloni centrali ai unei politici climatice eficiente. Integrarea modelării biosferei la înaltă rezoluție, guvernanța mai strictă a utilizării terenurilor și investițiile pozitive pentru natură oferă o cale de reducere a riscului și de recuperare a spațiului de operare sigur pentru oameni și pentru planetă. Harta integrității funcționale a biosferei produsă de acest studiu oferă un instrument de diagnostic — și un avertisment — despre cât de strâns este legată prosperitatea umană de sănătatea planetei vii.
Sursa: sciencedaily
Comentarii