rezumat

o nouă ipoteză sugerează că acoperirea pădurilor joacă un rol mult mai mare în determinarea precipitațiilor decât s-a recunoscut anterior. Acesta explică modul în care regiunile împădurite generează fluxuri la scară largă în vaporii de apă atmosferici. Sub această ipoteză, precipitațiile mari apar în interioarele continentale, cum ar fi bazinele râului Amazon și Congo, numai din cauza acoperirii forestiere aproape continue de la interior la coastă. Mecanismul de bază subliniază rolul evaporării și condensului în generarea diferențelor de presiune atmosferică și explică mai multe fenomene neglijate de modelele existente. Aceasta sugerează că chiar și pierderea localizată a pădurilor poate răsturna uneori un continent umed în condiții aride. Dacă supraviețuiește controlului, această ipoteză va transforma modul în care privim pierderea pădurilor, schimbările climatice, hidrologia și serviciile de mediu. Oferă noi linii de investigare în macroecologie și Ecologie peisagistică, hidrologie, restaurarea pădurilor și paleoclimate. De asemenea, oferă o nouă motivație convingătoare pentru conservarea pădurilor.

viața depinde de ciclul hidrologic al Pământului, în special de procesele care transportă umezeala de la oceane la uscat. Rolul vegetației rămâne controversat. Localnicii din multe regiuni parțial împădurite consideră că pădurile „atrag” ploaia, în timp ce majoritatea experților climatici moderni nu ar fi de acord. Dar o nouă ipoteză sugerează că oamenii locali pot fi corecți.

sistemele hidrologice ale lumii se schimbă rapid. Securitatea alimentară în multe regiuni este puternic amenințată de schimbarea modelelor de precipitații (Lobell și colab. 2008). Între timp, defrișările au redus deja fluxurile de vapori derivate din păduri cu aproape cinci procente (aproximativ 3000 de kilometri cubi pe an dintr-un total global derivat terestru de 67.000 km3), cu puține semne de încetinire (Gordon și colab. 2005). Nevoia de a înțelege modul în care acoperirea vegetației influențează clima nu a fost niciodată mai urgentă.

Makarieva și Gorshkov au dezvoltat o ipoteză pentru a explica modul în care pădurile atrag aerul umed și modul în care regiunile continentale, cum ar fi bazinul Amazonului, rămân umede (Makarieva și colab. 2006, Makarieva și Gorshkov 2007 și discuții online asociate; în continuare, colectiv „Makarieva și Gorshkov”). Implicațiile sunt substanțiale. Modelele convenționale prezic de obicei o scădere „moderată” de 20 până la 30% a precipitațiilor după defrișările pe scară continentală (Bonan 2008). În schimb, Makarieva și Gorshkov sugerează că chiar și o curățare relativ localizată ar putea schimba în cele din urmă întregul climat continental de la umed la arid, precipitațiile scăzând cu mai mult de 95% în interior.

în timp ce publicațiile lui Makarieva și Gorshkov sunt tehnice, detaliind fizica din spatele ipotezei lor, explicăm ideile de bază și semnificația lor pentru un public mai larg. Începem prin a observa de ce ideile sunt credibile și merită atenție. Apoi rezumăm înțelegerea convențională a interacțiunilor pădure-climă și propunerile lui Makarieva și Gorshkov. Ne concentrăm pe pădurile tropicale. După examinarea a ceea ce face ca aceste păduri să fie speciale, luăm în considerare diverse implicații și oportunități de cercetare legate de ipoteza lui Makarieva și Gorshkov. În cele din urmă, subliniem importanța acestor idei pentru conservarea pădurilor.

credibil

în ciuda cercetărilor considerabile, mecanismele care determină climatul global rămân slab înțelese. Orice rezumat de consens privind fizica climatică trebuie să cheltuiască mai multe cuvinte pe detalierea incertitudinilor decât pe fapte (de exemplu, IPCC 2007). În ciuda progreselor recunoscute în ultimele decenii, nu toate informațiile cheie sunt imediat remarcate printre miile de articole publicate. Opera lui Makarieva și Gorshkov, care se concentrează pe ecuațiile comportamentului atmosferic, pare să fi fost ignorată pe nedrept. Propria noastră evaluare, precum și cea a colegilor experți cu care ne-am consultat, este că ipoteza lui Makarieva și Gorshkov este interesantă și importantă. Acum trebuie examinat și evaluat.

înțelegerea convențională

defrișările au fost implicate ca contribuind la scăderea precipitațiilor în diferite regiuni (inclusiv Sahel, Africa de Vest, Camerun, Amazonia Centrală și India), precum și la slăbirea musonilor (Fu și colab. 2002, Gianni și colab. 2003, Malhi și Wright 2005). Dar legăturile rămân incerte.

observațiile sugerează că defrișările extinse reduc adesea formarea norilor și precipitațiile și accentuează sezonalitatea (Bonan 2008). Poienile forestiere pot provoca o „briză de vegetație” distinctă, condusă de convecție, în care aerul umed este extras din pădure (Laurance 2005). Turbulența atmosferică rezultată din rugozitatea baldachinului și convecția determinată de temperatură se crede că explică creșterea localizată a precipitațiilor uneori asociată cu acoperirea forestieră fragmentată (Bonan 2008).

deoarece oportunitățile pentru investigații experimentale sunt limitate, cercetătorii climatici se bazează foarte mult pe modele de simulare pentru a-și avansa înțelegerea. Majoritatea modelelor moderne implică o scădere locală a precipitațiilor după defrișări, împreună cu impacturile climatice regionale și chiar Intercontinentale (Bonan 2008). Pentru modelatorii climatici, modificările cheie asociate defrișărilor sunt indicele redus al suprafeței frunzelor, adâncimea înrădăcinării, rugozitatea baldachinului și lungimea rugozității (măsuri care influențează fluxul de aer) și albedo mai mare (reflectivitate). Dar aceste schimbări, interacțiunile și influențele lor și dependența lor de contexte și scale sunt înțelese doar în termeni generali. Rămân multe incertitudini, în special cu privire la influența evaporării, convecției, dezvoltării norilor și a aerosolilor și a acoperirii terenului și cu privire la modul în care schimbările în acoperirea norilor se traduc în modificări ale precipitațiilor (IPCC 2007).

reciclarea

umiditatea atmosferică provine din evaporarea oceanică și terestră. Ploaia derivată din surse terestre și care contribuie la precipitațiile locale este denumită „reciclată.”Explicațiile convenționale ale interioarelor continentale umede subliniază o astfel de reciclare—dar se adaugă numerele?

proporția ploii reciclate, o măsură dependentă de întinderea zonei luate în considerare, arată o diferență consistentă mică între regiunile umede și cele uscate: se estimează că 25-60% în Amazon (de exemplu, Marengo 2005), 28% în regiunea Nilului (Mohamed și colab. 2005), mai mult de 50 la sută pentru ploaia de vară din midwesternul Statelor Unite (Bosilovich și Schubert 2002) și mai mult de 90 la sută pentru Sahel (Savenije 1995). Ceea ce este încurcat în regiunile umede nu este proporția reciclării, ci problema a ceea ce conduce fluxurile interioare de umiditate atmosferică necesare pentru a înlocui ceea ce curge prin râuri (Savenije 1996).

teoria convențională nu oferă nicio explicație clară pentru modul în care zonele joase plate din interiorul continental mențin climatul umed. Makarieva și Gorshkov arată că, dacă se aplică doar „mecanisme convenționale” (inclusiv reciclarea), atunci precipitațiile ar trebui să scadă exponențial cu distanța față de oceane. Cercetătorii au nedumerit anterior un mecanism lipsă pentru a explica modelele de precipitații observate (Eltahir 1998). Ipoteza lui Makarieva și Gorshkov oferă o soluție elegantă: ei o numesc „pompă”.”

o pompă de umiditate atmosferică

gradienții de presiune acționați de temperatură și convecție sunt considerați a fi principalii factori ai fluxurilor de aer în știința meteorologică convențională. Makarieva și Gorshkov susțin că importanța evaporării și condensării a fost trecută cu vederea.

Makarieva și Gorshkov atrag atenția asupra faptului că, în condiții atmosferice tipice, presiunea parțială a vaporilor de apă în apropierea suprafeței pământului depășește cu mult greutatea apei deținute în atmosferă deasupra ei. Ei susțin că acest dezechilibru poate genera fluxuri puternice de aer. Forța rezultă din modul în care temperatura și presiunea scad odată cu altitudinea în troposferă (atmosfera inferioară). Când scăderea temperaturii verticale („rata de expirare”) este mai mică decât valoarea critică a 1.2 grade Celsius (C) pe km, apa atmosferică poate rămâne statică și în stare gazoasă. Dar rata medie globală de caducitate este mai mare de 6 centimetri C pe km. La aceste rate mai mari, vaporii de apă se ridică și se condensează. Reducerea volumului atmosferic care are loc în timpul acestei schimbări de fază gaz-lichid determină o reducere a presiunii aerului. Această scădere a presiunii a fost în mod obișnuit trecută cu vederea.

curenții de aer din apropierea suprafeței pământului curg acolo unde presiunea este cea mai mică. Potrivit lui Makarieva și Gorshkov, acestea sunt zonele care au cele mai mari rate de evaporare. În climatele ecuatoriale, pădurile mențin rate de evaporare mai mari decât alte tipuri de acoperire, inclusiv apa deschisă. Astfel, pădurile atrag aer umed din altă parte; cu cât suprafața pădurii este mai mare, cu atât volumele de aer umed sunt mai mari (vezi Figura 1). Această umiditate suplimentară crește și se condensează la rândul său, generând un feedback pozitiv în care o mare parte din apa care se condensează ca nori peste zonele umede este atrasă din altă parte. Driverele (radiația solară) și conceptele și relațiile termodinamice de bază sunt aceleași ca în modelele convenționale, astfel majoritatea comportamentelor sunt identice—diferența constă în modul în care este încorporată condensarea.

estimările lui Makarieva și Gorshkov, care încorporează modificări de volum de la condensare, implică faptul că atunci când acoperirea pădurilor este suficientă, este atras suficient aer umed pentru a menține precipitații ridicate în interiorul continentelor. Numerele se adaugă acum: astfel, condensarea oferă un mecanism pentru a explica de ce precipitațiile continentale nu scad invariabil odată cu Distanța de ocean.

evaporare și păduri

distingem două tipuri de evaporare. Transpirația este fluxul de evaporare din interiorul plantelor; plantele determină acest flux controlându-și stomatele (porii de pe frunze și alte suprafețe). Evaporarea de pe suprafețe umede, soluri și apă deschisă este, de asemenea, importantă. Care cale contribuie cel mai mult la evaporarea globală depinde de condiții (Calder 2005, Savenije 2004).

pădurile evaporă mai multă umiditate decât alte vegetații, depășind de obicei fluxul din acoperirea erbacee cu un factor de 10 (Calder 2005). Pădurile tropicale închise se evaporă de obicei mai mult de un metru de apă pe an (Gordon și colab. 2005). Unii se evaporă mai mult de doi metri (Loescher și colab. 2005).

evaporarea pădurilor beneficiază de înălțimea și rugozitatea baldachinului, ceea ce duce la fluxuri de aer turbulente. Acest lucru a fost numit „efect de rufe”, deoarece este același motiv pentru care rufele se usucă mai repede pe o linie decât atunci când sunt așezate plate pe pământ (Calder 2005). Dacă umiditatea este suficientă, evaporarea pădurilor este limitată în principal de radiația solară și de vreme (Calder și colab. 1986, Savenije 2004). Copacii tropicali mari pot transpira câteva sute de litri de apă în fiecare zi (Goldstein și colab. 1998).

rezervele de apă sunt importante. Plantele cu volume mari de tulpini permit transpirației să depășească absorbția rădăcinilor, deoarece rezervele de apă ale tulpinilor sunt epuizate ziua și reumplute noaptea (Goldstein și colab. 1998, Sheil 2003). Copacii (și lianele forestiere) au de obicei rădăcini mai adânci decât alte vegetații și astfel pot accesa umiditatea subterană în timpul secetei (Calder și colab. 1986, Nepstad și colab. 1994). Multe soluri forestiere posedă o bună Infiltrare și depozitare a apei—proprietăți adesea pierdute odată cu defrișările (Bruijnzeel 2004). Translocarea verticală a apei solului prin profilul solului forestier prin rădăcini noaptea poate fi, de asemenea, importantă (Lee și colab. 2005). În unele situri—în special, pădurile de nori și pădurile supuse ceții de coastă-briofitele abundente și frunzele dense contribuie la interceptarea eficientă a ceții și a rouei (Dietz și colab. 2007).

Makarieva și Gorshkov sugerează că pădurile pot influența atunci când cade ploaia. Precipitarea are loc odată ce umiditatea condensată s-a acumulat și flotabilitatea generată de creșterea aerului umed este suficient de scăzută. Ei observă că evaporarea scade atunci când plantele își închid stomatele, așa cum se întâmplă adesea în a doua jumătate a zilei pentru a atenua stresul de umiditate (Pons and Welschen 2004). Acest declin poate ajuta la explicarea motivului pentru care majoritatea ploilor tropicale cad după amiază în multe medii terestre (dar nu și marine) (Nesbitt și Zipser 2003). Această predicție necesită investigații.

precipitațiile transectează

ipoteza lui Makarieva și Gorshkov prezice două tipuri de tendințe de precipitații interioare de coastă până la continentale (urmând o cale de transect perpendiculară pe isohyets regional ; Savenije 1995). Acestea propun și demonstrează că, indiferent de locație și de sezonalitate, transectele fără păduri arată o reducere aproape exponențială a precipitațiilor anuale cu o distanță crescândă de coastă, în timp ce transectele bine împădurite nu arată niciuna (figura 2).

modelele climatice globale se pot potrivi acestor modele de precipitații, dar nu le prezic. Aceasta este o distincție importantă. După cum remarcă Makarieva și Gorshkov, „este recunoscut pe scară largă că reprezentarea modernă a convecției atmosferice în GCMs este o Parametrizare, nu o teorie.”

precipitații sezoniere

cum se aplică ipoteza lui Makarieva și Gorshkov în tropicele sezoniere? Aceste climate musonice comută între două stări: umed și uscat. Acest comutator este determinat de ritmul anual al energiei solare în afara regiunilor ecuatoriale și de impactul său diferit asupra pământului și mărilor. Mai degrabă decât o explicație clasică bazată pe temperatură, în viziunea lui Makarieva și Gorshkov, comutarea depinde de fluxurile relative de evaporare. În timpul anotimpurilor cu energie solară redusă, pământul evaporă mai puțină umiditate decât apa deschisă (evaporarea oceanică rămâne substanțială chiar și iarna), iar mările atrag aer din uscat, ducând la un sezon uscat (vezi figura 1c). Când soarele se întoarce mai puternic, energia solară este din nou suficientă pentru ca pământul să evapore mai multă umiditate decât mările vecine, provocând oscilația curenților de aer care marchează musonii clasici. Comutarea depinde de feedback-urile pozitive implicate în sistemul de evaporare-precipitații.

cu toate acestea, nu toate schimbările sezoniere ale precipitațiilor tropicale sunt similare. O mare parte din America de Sud tropicală se confruntă cu un sezon uscat prelungit—dar fără o comutare clară a curenților de aer care curg spre și dinspre coastă (Zhou și Lau 1998). În special, zone vaste ale acestor păduri rămân verzi în timpul sezonului uscat, accesând rezerve adânci de umiditate a solului care sunt reumplute în fiecare sezon umed (Juarez și colab. 2007, Myneni și colab. 2007). Evaporarea rezultată în sezonul uscat nu depășește în totalitate influența presiunii scăzute a aerului pe mare, dar, potrivit lui Makarieva și Gorshkov, poate menține diferența mică și poate crește probabilitatea ploii terestre.

în ipoteza lui Makarieva și Gorshkov, anotimpurile umede pot începe mai devreme dacă sunt precedate de o evaporare ridicată pe uscat și pot începe mai târziu (sau deloc) dacă evaporarea este scăzută. Această predicție este în concordanță cu observațiile din sudul Amazoniei, unde seceta severă reduce capacitatea vegetației de a transpira și întârzie debutul sezonului umed (Fu și Li 2004). Pierderea pădurilor și evaporarea diminuată pot reduce astfel pătrunderea ploilor musonice și pot reduce durata sezonului umed.

contexte spațiale și stări de comutare

ideile lui Makarieva și Gorshkov sunt de acord cu, dar depășesc cu mult modelele climatice convenționale care implică faptul că sistemele climatice fără ieșire la mare, fiind mai puțin tamponate de oceane, sunt mai vulnerabile la schimbările de acoperire a terenurilor decât zonele de coastă (Zhang și colab. 1996), în timp ce pierderea pădurilor în regiunile de coastă are de obicei un impact climatic mai larg (van der Molen și colab. 2006). Potrivit lui Makarieva și Gorshkov, dacă pădurea aproape continuă necesară pentru a transmite aerul umed de la coaste la interioarele continentale este întreruptă, fluxul de umiditate atmosferică se oprește. Astfel, curățarea unei benzi de pădure în apropierea coastei poate fi suficientă pentru a usca un interior continental umed. Mai mult, curățarea suficientă a pădurilor din zona forestieră mai mare poate schimba transportul net de umiditate de la ocean la uscat la uscat la ocean, lăsând orice rămășițe de pădure să fie deshidratate. În mod evident, aceste riscuri trebuie evaluate și înțelese.

ca ilustrare, Makarieva și Gorșkov propun ca o Australie împădurită să fie „schimbată” în deșert de coloniștii preistorici. Arderea aborigenilor a redus pădurile de coastă, ducând la desicarea continentală. Este acest lucru credibil? Juriul rămâne afară. Oamenii au ajuns în Australia în ultima perioadă glaciară, când o mare parte din lume era mai uscată decât este acum. Cu siguranță, Australia a fost bine împădurită în trecut, dar, din nou, au avut loc episoade uscate înainte de sosirea omului (Morley 2000).

căutarea de dovezi suplimentare

unde altundeva, în afară de datele transect și calendarul musonilor, am putea căuta dovezi pentru sau împotriva ipotezei lui Makarieva și Gorshkov? Probabil, în interioarele continentale adânci înconjurate de pădurea dispărută, modelul ar fi ideal. Din păcate, acolo unde sunt disponibile date bune pe termen lung despre ploaie și pădure, acestea provin din regiunile de coastă, unde predomină climatul marin, și din regiunile muntoase, unde precipitațiile sunt guvernate de teren. Observația larg citată conform căreia un secol de precipitații înregistrează în poalele acum puternic defrișate din Karnataka, sudul Indiei, este asociată doar cu o scădere minoră a zilelor anuale de ploaie nu este, prin urmare, foarte iluminantă (Meher-Homji 1980).

datele privind variabilitatea climatică pot fi mai revelatoare: ipoteza lui Makarieva și Gorshkov sugerează că pierderea pădurilor va fi asociată cu o pierdere de feedback stabilizator și o instabilitate climatică crescută. În pădurea Atlantică a Braziliei, doar o astfel de corelație a fost detectată între acoperirea redusă a copacilor și variația interanuală locală crescută a precipitațiilor (Webb și colab. 2005).

noi investigații

ipoteza lui Makarieva și Gorșkov are implicații pentru multe domenii diferite. Considerăm pe scurt unele.

producția de apă.

predicția și demonstrația lui Makarieva și Gorshkov a modelelor distincte de precipitații asupra pădurilor și transectelor nepădurite sunt convingătoare. Dar acestea sunt generalizări: ei ignoră variațiile formei de relief și tipurile de acoperire din fiecare transect și influența modelelor de circulație a aerului (direcția ideală a transectului variază de-a lungul anului). Ele nu prezic comportamentul aerului umed asupra transectelor mixte de pădure / non—pădure-regiunile în care acoperirea pădurilor dispare adesea cel mai rapid. Observații prin satelit (de exemplu, Wang și colab. 2009) și diverse date existente, cum ar fi cele din Programul Internațional de biosferă a Geosferei transects, pot arunca mai multă lumină asupra acestor tipare (a se vedea www.igbp.kva.se). Împreună cu mai multe date de teren, sunt necesare simulatoare locale și regionale în care pot fi explorate mecanisme, scenarii și consecințe.

compromisurile hidrologice în peisajele modificate sunt dependente de scară. În vizualizarea standard, bine verificată de datele de teren, o reducere marcată a baldachinului forestier are ca rezultat pierderea mai puțină apă în urma evaporării și creșterea scurgerii locale (Calder 2005). În schimb, ipoteza lui Makarieva și Gorshkov sugerează că apa evaporată de păduri este de obicei returnată cu interes, așa că ne-am aștepta la o scădere a precipitațiilor, ducând la scăderea scurgerilor într-o regiune mai largă, dacă pădurile sunt epuizate.

foc.

rolul daunelor provocate de incendiu în degradarea pădurilor este un feedback pozitiv stabilit: odată ce o pădure a ars deja sau a fost perturbată și deteriorată în alt mod, devine mai inflamabilă și, prin urmare, mai probabil să ardă din nou (Laurance 2005). Ipoteza lui Makarieva și Gorshkov adaugă secetă acestui ciclu. Focul dăunează proprietăților care mențin pădurile umede și neinflamabile-aceleași proprietăți care conduc pompa Makarieva și Gorshkov. Focul reduce suprafața frunzelor și densitățile rădăcinii responsabile de ridicarea hidraulică și, astfel, slăbește capacitatea vegetației de a menține umiditatea subpădurii. La rândul său, evaporarea redusă reduce precipitațiile, ducând la secetă crescută, inflamabilitate mai mare și risc crescut de incendiu—adăugând astfel un feedback pozitiv suplimentar și nedorit în ciclul de degradare.

feedback-uri de vegetație.

ipoteza lui Makarieva și Gorshkov ridică întrebări cu privire la rolul feedback-urilor în ecologia peisajului. De exemplu, cel mai competitiv comportament fenologic al frunzelor depinde de climă. Printre copaci, frunzele veșnic verzi sunt favorizate de imprevizibilitatea sezonieră ridicată și, de asemenea, de variația sezonieră scăzută a disponibilității umidității, în timp ce frunzele de foioase sunt favorizate de secetele intense și extinse, precum și de predictibilitatea sezonieră (Givnish 2002). În plus, unii copaci de foioase se spală (adică., produc frunze noi) cu mult înainte—și unele numai după—vin ploile, primele fiind favorizate în contexte sezoniere mai previzibile, iar cele din urmă în condiții mai neregulate. Ipoteza lui Makarieva și Gorshkov implică faptul că aceste comportamente, prin afectarea ratelor de evaporare, vor influența clima. În regiunile musonice, vegetația de foioase veșnic verde și cu spălare timpurie încurajează sezonul uscat să se încheie mai devreme și mai regulat, în timp ce pădurile de foioase cu spălare târzie experimentează Anotimpuri uscate mai lungi. Aplicând ipoteza lui Makarieva și Gorshkov, ne așteptăm ca aceste comportamente fenologice să favorizeze condițiile climatice la care sunt cel mai bine adaptate.

dar nu toate reacțiile sunt neapărat pozitive. De exemplu, lianele veșnic verzi reprezintă o proporție semnificativă din baldachin în multe păduri tropicale sezoniere, unde dominația lor pare favorizată de sezonul lung uscat (Schnitzer 2005). Orice creștere rezultată a precipitațiilor ar trebui să favorizeze copacii peste liane.

evoluție și stabilitate emergentă.

au evoluat pădurile pentru a genera ploaie? Această idee atinge posibilitățile mult dezbătute ale comportamentului emergent de auto-stabilizare (sau „Gaia”; de exemplu, Lenton și van oijen 2002). Copacii și pădurile au evoluat de mai multe ori în istoria Pământului, sugerând o tendință repetată de a genera habitate terestre bogate, cu auto-udare. După cum ilustrează discuțiile anterioare, există posibilități de apariție a interacțiunilor de auto-stabilizare (a se vedea, de asemenea, Makarieva și Gorshkov 2007). Dar, deoarece proprietățile necesare pentru o pompă forestieră eficientă beneficiază și copacii individuali, se pare că orice pompă apare ca o consecință evolutivă a concurenței la nivel individual-crește întinderea pădurii, dar acesta nu este motivul pentru care a evoluat.

Paleoclimate.

ipoteza lui Makarieva și Gorșkov, cu schimbarea climatică, oferă noi răsturnări de situație vechilor controverse. Sosirea umană în regiunile nelocuite anterior în ultimii 50.000 de ani este invariabil asociată cu extincțiile, în special în rândul faunei mai mari (ca în exemplul din Australia menționat mai sus). Rolul concomitent al schimbărilor climatice, privit ca un fenomen natural, continuă să fie dezbătut (Koch și Barnosky 2006). Dacă impactul climatic sever ar putea rezulta în mod plauzibil din schimbările de habitat antice, induse de om, atunci succesiunea evenimentelor va trebui reevaluată în acest cadru.

ipoteza lui Makarieva și Gorșkov nu ne spune cum pădurile pot fi restabilite după evenimentele catastrofale care pun în evidență istoria Pământului (Morley 2000). Această întrebare ne va cere să dezlegăm procesele de feedback și pragurile care funcționează spațial la diferite scări și influențele care acționează asupra lor. Desigur, ipoteza nu susține că astfel de ecologizări nu pot apărea. Probabil, o pădure se poate stabili chiar și într-un sit de coastă umed, unde precipitațiile scad exponențial cu Distanța de coastă și pot avansa progresiv spre interior, atrăgând aer umed cu ea. Ipoteza lui Makarieva și Gorshkov ar putea clarifica modul în care America de Sud, dar nu și Africa, au reușit să mențină climatele interioare umede pe scară largă prin glaciare din trecut. Poate că în Africa prezența erbivorelor mari și a oamenilor ancestrali cu foc, a influențat echilibrul dintre vegetația forestieră și cea non-forestieră, reducând stabilitatea și permițând schimbarea climei.

vegetație gestionată.

spre deosebire de Makarieva și Gorșkov, care propun că numai pădurile naturale și intacte pot menține o pompă atmosferică funcțională, bănuim că pădurile și plantațiile secundare pot avea proprietăți de evaporare dorite (a se vedea, de exemplu, Olchev și colab. 2008). În timp ce inflamabilitatea mai mare a unei astfel de vegetații sugerează un mediu mai puțin umed, care la rândul său implică o pompă mai puțin eficientă, astfel de proprietăți nu sunt inevitabile și pot fi influențate de management. Aceste proprietăți trebuie investigate.

ecologizarea deșerturilor.

am putea într-o zi să împădurim deșerturile lumii? Ipoteza lui Makarieva și Gorșkov sugerează că am putea. Contrar majorității modelelor convenționale, calculele lui Makarieva și Gorshkov implică faptul că, odată ce pădurile sunt stabilite în aceste regiuni, pompa biotică ar fi suficient de puternică pentru a le uda. În ciuda scalelor și a provocărilor tehnice și etice inevitabile, astfel de proiecte pot deveni mai ușor de finanțat și de implementat pe măsură ce concentrațiile de dioxid de carbon cresc (Brovkin 2002).

Outlook

dacă ipoteza lui Makarieva și Gorshkov se dovedește valabilă, vor rămâne întrebări importante cu privire la modul în care mecanismul pompei biotice interacționează cu alte procese pentru a oferi o prezentare mai completă a climatului local, regional și global. Dacă ipoteza se dovedește defectuoasă, va fi necesar un mecanism pentru a explica interioarele continentale umede.

acceptarea pompei biotice ar adăuga valorile pe care societatea le plasează pe acoperirea pădurilor. Prin creșterea preocupărilor regionale cu privire la apă, acceptarea pompei biotice a lui Makarieva și Gorshkov necesită atenție din partea diferiților actori locali, inclusiv a multora cărora altfel le pasă puțin de menținerea acoperirii pădurilor.

mulțumiri

mulțumim Anastassia Makarieva, Victor Gorshkov, Antonio Nobre, Ian Calder, Meine van Noordwijk, Wolfgang Cramer și trei recenzori anonimi pentru comentarii valoroase. De asemenea, mulțumim Claire Miller și Miriam van Heist pentru sugestii editoriale și Biblioteca CIFOR și Biblioteca Wageningen pentru localizarea referințelor. D. S. A fost susținut de un grant al Comisiei Europene acordat Centrului Internațional de cercetare forestieră și de sprijinul Wildlife Conservation Society acordat Institutului de conservare a pădurilor tropicale.

referințe citate

note de autor