Abstrakt

nová hypotéza naznačuje, že lesní porost hraje při určování srážek mnohem větší roli, než bylo dříve uznáno. Vysvětluje, jak zalesněné oblasti vytvářejí rozsáhlé toky v atmosférické vodní páře. Podle této hypotézy, vysoké srážky se vyskytují v kontinentálních interiérech, jako jsou povodí Amazonky a Konga, pouze kvůli téměř nepřetržitému lesnímu porostu od vnitrozemí k pobřeží. Základní mechanismus zdůrazňuje roli odpařování a kondenzace při vytváření rozdílů atmosférického tlaku, a odpovídá za několik jevů zanedbávaných stávajícími modely. Naznačuje to, že i lokalizovaná ztráta lesa může někdy převrátit mokrý kontinent do suchých podmínek. Pokud přežije kontrolu, tato hypotéza změní způsob, jakým vnímáme ztrátu lesů, změna klimatu, hydrologie, a environmentální služby. Nabízí nové směry výzkumu v makroekologii a krajinné ekologii, hydrologii, obnově lesů a paleoklimatech. Poskytuje také přesvědčivou novou motivaci pro ochranu lesů.

život závisí na hydrologickém cyklu země, zejména na procesech, které přenášejí vlhkost z oceánů na pevninu. Role vegetace zůstává kontroverzní. Místní lidé v mnoha částečně zalesněných oblastech věří, že lesy“ přitahují “ déšť, zatímco většina moderních klimatických odborníků by nesouhlasila. Nová hypotéza však naznačuje, že místní lidé mohou mít pravdu.

světové hydrologické systémy se rychle mění. Potravinová bezpečnost v mnoha regionech je silně ohrožena změnou vzorců srážek (Lobell et al . 2008). Mezitím odlesňování již snížilo toky par pocházejících z lesů o téměř pět procent (odhadem 3000 kubických kilometrů ročně z globálního suchozemského celkem 67,000 km3), s malými známkami zpomalení (Gordon et al . 2005). Potřeba pochopit, jak vegetační pokrývka ovlivňuje klima, nebyla nikdy naléhavější.

Makarieva a Gorshkov vyvinuli hypotézu, která vysvětluje, jak lesy přitahují vlhký vzduch a jak kontinentální oblasti, jako je povodí Amazonky, zůstávají mokré (Makarieva et al. 2006, Makarieva a Gorškov 2007 a související online diskuse; dále souhrnně „Makarieva a Gorškov“). Důsledky jsou podstatné. Konvenční modely obvykle předpovídají „mírný“ pokles srážek o 20 až 30 procent po odlesňování v kontinentálním měřítku (Bonan 2008). V porovnání, Makarieva a Gorshkov naznačují, že i relativně lokalizované zúčtování by nakonec mohlo změnit celé kontinentální podnebí z mokrého na suché, s poklesem srážek o více než 95 procent ve vnitrozemí.

vzhledem k tomu, že publikace Makarieva a Gorshkova jsou technické a podrobně popisují fyziku za jejich hypotézou, vysvětlujeme základní myšlenky a jejich význam pro širší publikum. Začneme tím, že si všimneme, proč jsou myšlenky důvěryhodné a zaslouží si oznámení. Poté shrneme konvenční chápání interakcí lesa a klimatu a Makarievovy a Gorshkovovy návrhy. Zaměřujeme se na tropické lesy. Po prozkoumání toho, co dělá tyto lesy zvláštními, zvažujeme různé důsledky a výzkumné příležitosti související s makarievovou a Gorshkovovou hypotézou. Nakonec zdůrazňujeme význam těchto myšlenek pro ochranu lesů.

důvěryhodné

navzdory značnému výzkumu zůstávají mechanismy určující globální klima špatně pochopeny. Jakékoli shrnutí konsensu o fyzice klimatu musí věnovat více slov detailním nejistotám než faktům (např. IPCC 2007). Navzdory uznávaným pokrokům v posledních desetiletích nejsou mezi tisíci publikovaných článků okamžitě zaznamenány všechny klíčové poznatky. Makarieva a Gorshkovova práce, která se zaměřuje na rovnice atmosférického chování, se zdá být nespravedlivě ignorována. Naše vlastní hodnocení, stejně jako hodnocení odborných kolegů, se kterými jsme konzultovali, je, že makarieva a Gorshkovova hypotéza jsou zajímavé a důležité. Nyní musí být prozkoumána a vyhodnocena.

konvenční porozumění

odlesňování bylo zapojeno jako přispívající k poklesu srážek v různých regionech (včetně Sahelu, západní Afriky, Kamerunu, centrální Amazonie a Indie), jakož i k oslabení monzunů (Fu et al. 2002, Gianni et al. 2003, Malhi and Wright 2005). Vazby ale zůstávají nejisté.

pozorování naznačují, že rozsáhlé odlesňování často snižuje tvorbu mraků a srážek a zdůrazňuje sezónnost (Bonan 2008). Lesní mýtiny mohou způsobit zřetelný „vegetační vánek“ řízený konvekcí, ve kterém je z lesa odváděn vlhký vzduch (Laurance 2005). Předpokládá se, že atmosférické turbulence vyplývající z drsnosti vrchlíku a konvekce řízené teplotou vysvětlují lokalizovaný nárůst srážek někdy spojený s fragmentovaným lesním porostem (Bonan 2008).

protože příležitosti pro experimentální vyšetřování jsou omezené, vědci v oblasti klimatu se silně spoléhají na simulační modely, aby pokročili v porozumění. Většina moderních modelů znamená lokální pokles srážek po odlesňování spolu s regionálními a dokonce mezikontinentálními dopady na klima (Bonan 2008). Pro klimatické modeláře jsou klíčovými změnami spojenými s odlesňováním snížený index plochy listů, hloubka zakořenění, drsnost vrchlíku a délka drsnosti (opatření ovlivňující proudění vzduchu) a vyšší albedo (odrazivost). Tyto změny, jejich interakce a vlivy a jejich závislost na kontextech a měřítcích jsou však chápány pouze v širokém smyslu. Zůstává mnoho nejistot, zejména o vlivu odpařování, konvekce, vývoje mraků a aerosolů a půdního pokryvu ao tom, jak se změny oblačnosti promítají do změn srážek (IPCC 2007).

recyklace

atmosférická vlhkost pochází z oceánského a suchozemského odpařování. Déšť získaný ze suchozemských zdrojů a přispívající k místním srážkám se nazývá “ recyklovaný.“Konvenční vysvětlení mokrých kontinentálních interiérů zdůrazňují takovou recyklaci-ale čísla se sčítají?

podíl recyklovaného deště, opatření závislé na rozsahu uvažované oblasti, vykazuje malý konzistentní rozdíl mezi mokrými a suchými oblastmi: odhadem 25 až 60 procent v Amazonii (např. 2005), více než 50 procent pro letní déšť ve středozápadních Spojených státech (Bosilovich a Schubert 2002) a více než 90 procent pro Sahel (Savenije 1995). Co je na vlhkých oblastech záhadné, není podíl recyklace,ale otázka, co pohání vnitřní toky atmosférické vlhkosti potřebné k nahrazení toho, co vytéká řekami (Savenije 1996).

konvenční teorie nenabízí jasné vysvětlení toho, jak ploché nížiny v kontinentálních interiérech udržují vlhké podnebí. Makarieva a Gorshkov ukazují, že pokud platí pouze „konvenční mechanismy“ (včetně recyklace), srážky by se měly exponenciálně snižovat se vzdáleností od oceánů. Vědci již dříve zmateni chybějícím mechanismem pro zohlednění pozorovaných vzorců srážek (Eltahir 1998). Makarieva a Gorshkovova hypotéza nabízejí elegantní řešení: říkají tomu „čerpadlo“.“

čerpadlo atmosférické vlhkosti

tlakové gradienty poháněné teplotou a konvekcí jsou považovány za hlavní hnací síly proudění vzduchu v konvenční meteorologické vědě. Makarieva a Gorshkov tvrdí, že význam odpařování a kondenzace byl přehlížen.

Makarieva a Gorshkov upozorňují na skutečnost, že za typických atmosférických podmínek parciální tlak vodní páry v blízkosti zemského povrchu výrazně převyšuje hmotnost vody zadržované v atmosféře nad ním. Tvrdí, že tato nerovnováha může generovat silné proudění vzduchu. Síla vyplývá ze způsobu, jakým teplota a tlak klesají s nadmořskou výškou v troposféře (nižší atmosféra). Když je vertikální pokles teploty („lapse rate“) menší než kritická hodnota 1.2 stupně Celsia (°C) Na km, atmosférická voda může zůstat statická a v plynném stavu. Celosvětová průměrná rychlost lapsu je však více než 6°C Na km. Při těchto vyšších rychlostech stoupá a kondenzuje vodní pára. Snížení atmosférického objemu, ke kterému dochází během této změny fáze plyn-kapalina, způsobuje snížení tlaku vzduchu. Tento pokles tlaku byl běžně přehlížen.

proudy vzduchu v blízkosti zemského povrchu proudí tam, kde je tlak nejnižší. Podle Makarieva a Gorshkova jsou to oblasti, které mají nejvyšší rychlost odpařování. V rovníkovém podnebí si lesy udržují vyšší rychlost odpařování než jiné typy krytí, včetně otevřené vody. Lesy tedy čerpají vlhký vzduch odjinud; čím větší je lesní plocha, tím větší jsou objemy nasávaného vlhkého vzduchu (viz obrázek 1). Tato dodatečná vlhkost postupně stoupá a kondenzuje, což vytváří pozitivní zpětnou vazbu, ve které je velká část vody kondenzující jako mraky nad mokrými oblastmi nasávána odjinud. Ovladače (sluneční záření) a základní termodynamické pojmy a vztahy jsou stejné jako u konvenčních modelů, takže většina chování je identická—rozdíl spočívá v tom, jak je kondenzace začleněna.

odhady Makarievy a Gorshkova, zahrnující změny objemu z kondenzace, naznačují, že když je lesní porost dostatečný, nasává se dostatek vlhkého vzduchu, aby se udržely vysoké srážky uvnitř kontinentů. Čísla se nyní sčítají: kondenzace tedy nabízí mechanismus, který vysvětluje, proč kontinentální srážky neustále neklesají se vzdáleností od oceánu.

odpařování a lesy

rozlišujeme dva typy odpařování. Transpirace je odpařovací tok z rostlin; rostliny určují tento tok kontrolou svých stomat (póry na listech a jiných površích). Odpařování z mokrých povrchů, půd a otevřené vody je také důležité. Která cesta nejvíce přispívá k celkovému odpařování, závisí na podmínkách (Calder 2005, Savenije 2004).

lesy odpařují více vlhkosti než jiná vegetace, obvykle překračují tok z bylinného krytu faktorem 10 (Calder 2005). Uzavřené tropické lesy obvykle vypařují více než metr vody za rok (Gordon et al. 2005). Některé se odpařují více než dva metry (Loescher et al . 2005).

odpařování lesa těží z výšky vrchlíku a drsnosti, což vede k turbulentním proudům vzduchu. Toto bylo nazýváno „efekt prádelní šňůry“, protože je to stejný důvod, proč prádlo schne rychleji na lince, než když je položeno na zem (Calder 2005). Pokud je vlhkost dostatečná, odpařování lesa je omezeno hlavně slunečním zářením a počasím (Calder et al . 1986, Savenije 2004). Velké tropické stromy mohou každý den vypouštět několik set litrů vody (Goldstein et al . 1998).

zásoby vody jsou důležité. Rostliny s vysokým objemem stonku umožňují transpiraci překonat absorpci kořenů, protože zásoby kmenové vody jsou vyčerpány ve dne a doplňovány v noci (Goldstein et al . 1998, Sheil 2003). Stromy (a lesní lány) mají obvykle hlubší kořeny než jiná vegetace a mohou tak přistupovat k podzemní vlhkosti během sucha (Calder et al. 1986, Nepstad et al. 1994). Mnoho lesních půd má dobrou infiltraci a skladování vody-vlastnosti, které se často ztrácejí při odlesňování (Bruijnzeel 2004). Vertikální translokace půdní vody přes profil lesní půdy kořeny v noci může být také důležitá (Lee et al . 2005). Na některých místech—zejména v oblačných lesích a lesích vystavených pobřežním mlhám—hojné mechorosty a husté listy přispívají k účinnému zachycení mlhy a rosy (Dietz et al. 2007).

Makarieva a Gorshkov naznačují, že lesy mohou ovlivnit, když padne déšť. K srážení dochází, jakmile se kondenzovaná vlhkost nahromadí a vztlak generovaný stoupajícím vlhkým vzduchem je dostatečně nízký. Poznamenávají, že odpařování klesá, když rostliny uzavírají své průduchy,jak se často vyskytuje ve druhé polovině dne, aby zmírnily stres vlhkosti (Pons and Welschen 2004). Tento pokles může pomoci vysvětlit, proč většina tropických dešťů padá po poledni v mnoha pozemských (ale ne v mořských) nastavení (Nesbitt and Zipser 2003). Tato předpověď vyžaduje vyšetřování.

srážkové transekty

makarieva a Gorshkovova hypotéza předpovídají dva typy pobřežních až kontinentálních vnitřních srážkových trendů (po transektové cestě kolmé k regionálním izohyetům; Savenije 1995). Navrhují a demonstrují, že bez ohledu na umístění a sezónnost vykazují transekty bez lesů téměř exponenciální snížení ročních srážek s rostoucí vzdáleností od pobřeží, zatímco dobře zalesněné transekty nevykazují žádné (obrázek 2).

globální klimatické modely mohou odpovídat těmto vzorcům srážek, ale nepředpovídají je. To je důležitý rozdíl. Jak poznamenávají Makarieva a Gorshkov, „je všeobecně připuštěno, že moderní reprezentace atmosférické konvekce v GCM je parametrizace, nikoli teorie.“

sezónní srážky

jak se makarieva a Gorshkovova hypotéza uplatňují v sezónních tropech? Tyto monzunové podnebí přepínají mezi dvěma stavy: mokré a suché. Tento přepínač je poháněn ročním rytmem sluneční energie mimo rovníkové oblasti a jejím různým dopadem na zemi a moře. Spíše než klasické vysvětlení založené na teplotě, podle makarievy a Gorshkova je přepínání závislé na relativních tocích odpařování. Během období snížené sluneční energie se půda odpařuje méně vlhkosti než otevřená voda (oceánské odpařování zůstává značné i v zimě)a moře čerpají vzduch ze země, což vede k období sucha (viz obrázek 1c). Když se vrátí silnější sluneční svit, sluneční energie opět postačuje k tomu, aby se země odpařila více vlhkosti než sousední moře, což způsobuje houpání vzdušných proudů, které označují klasické monzuny. Přepínání závisí na pozitivních zpětných vazbách zapojených do systému odpařování a srážek.

ne všechny sezónní posuny tropických srážek jsou však podobné. Velká část tropické Jižní Ameriky zažívá prodloužené období sucha-ale bez jasného přepínání vzdušných proudů proudících do az pobřeží (Zhou a Lau 1998). Zejména rozsáhlé oblasti těchto lesů zůstávají zelené během období sucha přístupem k hlubokým rezervám půdní vlhkosti, které jsou doplňovány každou mokrou sezónu (Juarez et al . 2007, Myneni et al. 2007). Výsledné odpařování v období sucha zcela nepřekonává vliv nižšího tlaku vzduchu na moři, ale podle Makarievy a Gorshkova může udržet rozdíl malý a zvýšit pravděpodobnost suchozemského deště.

v makarievově a Gorshkovově hypotéze mohou mokré období začít dříve, pokud jim předchází vysoké vypařování půdy, a mohou začít později (nebo vůbec), pokud je odpařování nízké. Tato předpověď je v souladu s pozorováním v Jižní Amazonii, kde silné sucho snižuje schopnost vegetace se projevit a oddaluje nástup mokré sezóny (Fu a Li 2004). Ztráta lesa a snížené odpařování tak mohou snížit pronikání monzunových dešťů a zkrátit dobu mokré sezóny.

prostorové kontexty a spínací stavy

makarieva a Gorshkovovy myšlenky souhlasí, ale jdou daleko za rámec konvenčních klimatických modelů, které naznačují, že vnitrozemské klimatické systémy, které jsou méně vyrovnávány oceány, jsou zranitelnější vůči změně pokrytí půdy než pobřežní oblasti (Zhang et al . 1996), zatímco ztráta lesů v pobřežních oblastech má obvykle širší klimatický dopad (van der Molen et al. 2006). Podle Makarieva a Gorshkova, pokud je přerušen téměř nepřetržitý les potřebný k přenosu vlhkého vzduchu z pobřeží do kontinentálních interiérů, tok atmosférické vlhkosti se zastaví. Vyčištění pásma lesa poblíž pobřeží tak může stačit k vyschnutí mokrého kontinentálního interiéru. Dále, vyčištění dostatečného množství lesa v rámci větší lesní zóny může změnit přenos čisté vlhkosti z oceánu na pevninu na pevninu, zanechání zbytků lesů, které mají být vysušeny. Je zřejmé, že taková rizika je třeba posoudit a pochopit.

pro ilustraci Makarieva a Gorškov navrhují, že zalesněná Austrálie byla“ přepnuta “ na poušť pravěkými osadníky. Domorodé spalování snížilo pobřežní lesy, což vedlo k kontinentálnímu vysychání. Je to věrohodné? Porota zůstává mimo. Lidé dorazili do Austrálie během posledního ledovcového období, kdy byla velká část světa sušší než nyní. Určitě Austrálie byla v minulosti dobře zalesněna, ale opět se objevily suché epizody před příchodem člověka (Morley 2000).

hledání dalších důkazů

kde jinde, kromě údajů o transektu a načasování monzunů, bychom mohli hledat důkazy Pro nebo proti makarievově a Gorshkovově hypotéze? Pravděpodobně by v hlubokých kontinentálních interiérech obklopených mizejícím lesem byl vzor Ideální. Bohužel tam, kde jsou k dispozici dobré dlouhodobé údaje o dešti a lese, pocházejí z pobřežních oblastí, kde převládá mořské podnebí, a v horských oblastech, kde se srážky řídí terénem. Široce citované pozorování, že století záznamů o srážkách v nyní silně odlesněném podhůří Karnataka v jižní Indii je spojeno pouze s malým poklesem ročních dešťových dnů, není tedy příliš osvětlující (Meher-Homji 1980).

údaje o klimatické variabilitě mohou být více odhalující: makarieva a Gorshkovova hypotéza naznačují, že ztráta lesa bude spojena se ztrátou stabilizačních zpětných vazeb a zvýšenou klimatickou nestabilitou. V brazilském Atlantickém lese byla zjištěna právě taková korelace mezi sníženou pokrývkou stromů a zvýšenou místní meziroční variací srážek (Webb et al . 2005).

Nová vyšetřování

makarievova a Gorshkovova hypotéza má důsledky pro mnoho různých oblastí. Krátce zvažujeme některé.

výtěžky vody.

makarieva a Gorshkovova předpověď a demonstrace odlišných srážkových vzorců nad lesy a nelesenými transekty jsou přesvědčivé. Ale to jsou zobecnění: ignorují rozdíly v půdorysu a typu krytu v rámci každého transektu a vliv vzorců cirkulace vzduchu (ideální směr transektu se mění v průběhu roku). Nepředpovídají chování vlhkého vzduchu na smíšených lesních / nelesních přechodech—regionech, kde lesní porost často mizí nejrychleji. Satelitní pozorování (např. Wang et al. 2009) a různé existující údaje, jako například údaje z mezinárodního programu geosférických biosfér transects, mohou vrhnout více světla na tyto vzorce (viz www.igbp.kva.se). Spolu s dalšími terénními údaji jsou vyžadovány místní a regionální simulátory, ve kterých lze prozkoumat mechanismy, scénáře a důsledky.

hydrologické kompromisy v upravené krajině jsou závislé na měřítku. Ve standardním pohledu, dobře ověřeném terénními údaji, výrazné snížení lesního baldachýnu vede k menšímu ztrátě vody odpařováním a zvýšenému místnímu odtoku (Calder 2005). Naproti tomu makarieva a Gorškovova hypotéza naznačují, že voda odpařená lesy se obvykle vrací se zájmem, takže bychom očekávali pokles srážek, což by vedlo k nižšímu odtoku v širším regionu, pokud jsou lesy vyčerpány.

oheň.

úloha poškození požárem při degradaci lesa je prokázanou pozitivní zpětnou vazbou: jakmile les již hořel nebo byl jinak narušen a poškozen,stává se hořlavějším, a proto je pravděpodobnější, že znovu spálí (Laurance 2005). Makarieva a Gorshkovova hypotéza dodávají tomuto cyklu sucho. Oheň poškozuje vlastnosti, které udržují lesy vlhké a nehořlavé—stejné vlastnosti, které pohánějí čerpadlo Makarieva a Gorshkov. Oheň snižuje plochu listů a hustotu kořenů zodpovědnou za hydraulický zdvih, a tím oslabuje schopnost vegetace udržovat vlhkost pod vodou. Snížené odpařování zase snižuje srážky, což vede ke zvýšenému suchu, větší hořlavosti a zvýšenému riziku požáru—čímž se v degradačním cyklu přidává další a nevítaná pozitivní zpětná vazba.

vegetační ohlasy.

makarieva a Gorshkovova hypotéza vyvolávají otázky týkající se role zpětných vazeb v krajinné ekologii. Například nejkonkurenceschopnější fenologické chování listů závisí na klimatu. Mezi stromy je stálezelené listí upřednostňováno vysokou sezónní nepředvídatelností a také nízkou sezónní variabilitou dostupnosti vlhkosti, zatímco listnaté listy jsou upřednostňovány intenzivními a prodlouženými Suchy a sezónní předvídatelností (givnish 2002). Některé listnaté stromy navíc spláchnou (tj., produkují nové listy) dlouho předtím – a některé až po-přijdou deště, přičemž první z nich je upřednostňován v předvídatelnějších sezónních kontextech a druhý v nepravidelnějších podmínkách. Makarieva a Gorshkovova hypotéza naznačují, že toto chování ovlivněním rychlosti odpařování ovlivní klima. V monzunových oblastech, stálezelená a časně spláchnutá listnatá vegetace povzbuzuje období sucha k tomu, aby končilo dříve a pravidelněji, zatímco listnaté lesy s pozdním spláchnutím zažívají delší období sucha. Při použití makarievovy a Gorshkovovy hypotézy očekáváme, že tato fenologická chování upřednostňují klimatické podmínky, kterým jsou nejlépe přizpůsobena.

ale ne všechny zpětné vazby jsou nutně pozitivní. Například stálezelené liány tvoří významnou část baldachýnu v mnoha sezónních tropických lesích,kde se jejich dominance jeví jako zvýhodněná dlouhým suchým obdobím (Schnitzer 2005). Jakékoli výsledné zvýšení srážek by mělo upřednostňovat stromy nad lány.

evoluce a vznikající stabilita.

vyvinuly se lesy tak, aby vytvářely déšť? Tato myšlenka se dotýká hodně diskutovaných možností emergentního sebe-stabilizačního chování (nebo „Gaia“; např. Lenton and van oijen 2002). Stromy a lesy se v historii země vyvinuly mnohokrát, což naznačuje opakovaný trend generovat bohaté, samonasávací suchozemská stanoviště. Jak ilustrují předchozí diskuse, existuje prostor pro sebe-stabilizační interakce (viz také Makarieva a Gorshkov 2007). Ale protože vlastnosti potřebné pro efektivní lesní čerpadlo také prospívají jednotlivým stromům, zdá se, že jakékoli čerpadlo se objevuje jako evoluční důsledek konkurence na individuální úrovni-zvyšuje rozsah lesa, ale to není důvod, proč se vyvinulo.

Paleoklima.

makarievova a Gorshkovova hypotéza s klimatickým přepínačem poskytuje nové zvraty starým sporům. Příchod člověka do dříve neobydlených oblastí za posledních 50 000 let je vždy spojen s vymíráním, zejména mezi větší faunou (jako ve výše uvedeném příkladu Austrálie). O současné roli změny klimatu, považované za přírodní jev, se nadále diskutuje (Koch and Barnosky 2006). Pokud by závažné dopady na klima mohly věrohodně vyplynout ze starověku, člověkem vyvolané změny stanovišť, pak bude nutné v tomto rámci přehodnotit sled událostí.

makarieva a Gorshkovova hypotéza nám neříkají, jak se lesy mohou obnovit po katastrofických událostech, které přerušují historii země (Morley 2000). Tato otázka bude vyžadovat, abychom odhalili procesy zpětné vazby a prahové hodnoty, které fungují prostorově v různých měřítcích, a vlivy, které na ně působí. Hypotéza jistě netvrdí, že k takovému ozelenění nemůže dojít. Pravděpodobně, les může vytvořit i ve vlhkém pobřežním místě, kde srážky klesají exponenciálně se vzdáleností od pobřeží, a může postupovat postupně do vnitrozemí, čerpání vlhkého vzduchu s ním. Makarieva a Gorshkovova hypotéza mohou objasnit, jak se Jižní Americe, ale ne Africe, podařilo udržet rozsáhlé vlhké vnitřní klima přes minulé ledovce. Možná v Africe přítomnost velkých býložravců, a rodoví lidé s ohněm, ovlivnil rovnováhu mezi lesní a nelesní vegetací snižující stabilitu a umožňující změnu klimatu.

řízená vegetace.

na rozdíl od Makarieva a Gorshkov, kteří navrhují, že pouze přírodní a neporušené lesy mohou udržovat pracovní atmosférické čerpadlo, máme podezření, že sekundární lesy a plantáže mohou mít žádoucí odpařovací vlastnosti (Viz např. 2008). Zatímco vyšší hořlavost takové vegetace naznačuje méně vlhké prostředí, což zase znamená méně účinné čerpadlo, takové vlastnosti nejsou nevyhnutelné a mohou být ovlivněny řízením. Tyto vlastnosti je třeba prozkoumat.

zelené pouště.

Mohli bychom jednoho dne zalesnit světové pouště? Makarieva a Gorshkovova hypotéza naznačují, že bychom mohli. Na rozdíl od většiny konvenčních modelů výpočty Makarieva a Gorshkova naznačují, že jakmile budou v těchto oblastech zřízeny lesy,biotické čerpadlo by bylo dostatečně silné, aby je zalévalo. Navzdory stupnicím a nevyhnutelným technickým a etickým výzvám se tyto projekty mohou snáze financovat a realizovat s nárůstem koncentrací oxidu uhličitého (Brovkin 2002).

Outlook

pokud se makarieva a Gorshkovova hypotéza osvědčí, zůstanou důležité otázky týkající se toho, jak mechanismus biotické pumpy interaguje s jinými procesy, aby poskytl plnější popis místního, regionálního a globálního klimatu. Pokud se hypotéza ukáže jako chybná, bude stále zapotřebí mechanismus pro vysvětlení mokrých kontinentálních interiérů.

přijetí biotické pumpy by přidalo k hodnotám, které společnost klade na lesní porost. Zvýšením regionálních obav o vodu, přijetí biotického čerpadla Makarieva a Gorshkov vyžaduje pozornost od různých místních aktérů, včetně mnoha, kteří se jinak mohou starat jen málo o udržování lesního porostu.

poděkování

Děkujeme Anastassii Makarievové, Victoru Gorshkovovi, Antoniu Nobreovi, Ianu Calderovi, Meine van Noordwijkovi, Wolfgangu Cramerovi a třem anonymním recenzentům za cenné komentáře. Děkujeme také Claire Millerové a Miriam van Heist za redakční návrhy a knihovně CIFOR a knihovně Wageningen za vyhledání odkazů. D. S. byla podpořena grantem Evropské komise pro Centrum pro Mezinárodní lesnický výzkum a podporou Wildlife Conservation Society pro Institut ochrany tropických lesů.

citované odkazy

poznámky autora