Sólin Sólin Rís 04:35 • sest 22:31 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 23:31 • Sest 16:40 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 00:02 • Síðdegis: 12:35 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 06:14 • Síðdegis: 18:48 í Reykjavík

Er endurheimt votlendis gagnleg og viðurkennd aðferð til að vinna gegn hlýnun jarðar?

Sunna Áskelsdóttir og Jóhann Þórsson

Upprunalegu spurningarnar hljóðuðu svona:
  • Hvernig virkar endurheimt votlendis og er það besta leiðin til að berjast gegn loftslagsvánni?
  • Af hverju að breyta ræktuðu landi í mýrlendi aftur? Hvernig getur mýrlendi "mengað" minna en graslendi sem er þurrt?
  • Er endurheimt votlendis inni í Parísarsamkomulaginu? Er hún með í framlagi Íslands og hvernig reiknast hún þá, hver er hlutur hennar?

Jarðvegur er næst stærsti geymir lífræns kolefnis á jörðinni á eftir úthöfunum og hefur að geyma margfalt það magn sem til dæmis má finna í gróðri heims og í andrúmsloftinu. Miðað við okkar tímaskyn getum við gengið út frá að magn kolefnis á jörðinni sé fasti, þó magn efnis í heiminum sé ekki föst stærð. Það er hins vegar breytilegt hvar kolefnið er að finna og á hvaða formi það er og það skiptir okkur máli.

Undanfarnar aldir hefur athafnasemi manna orðið til þess að kolefni sem bundið var í gróðri eða jarðvegi losnað í meira mæli út í andrúmsloftið. Afleiðing þess er meðal annars hlýnandi loftslag (góðurhúsaáhrif) með margvíslegum neikvæðum áhrifum. Til þess að draga úr þessum áhrifum er nauðsynlegt að minnka magn kolefnis í andrúmslofti og það magn sem fellur í hafið (súrnun sjávar) en auka magn kolefnis í gróðri og alveg sérstaklega í jarðvegi.

Kolefni jarðar er geymt í setlögum og steinum, hafinu, andrúmsloftinu og lífverum. Kolefni færist á milli þessara forða og er þá talað um kolefnishringrás.

Það kolefni sem finnst í jarðvegi á að mestu uppruna sinn í lífrænu efni sem fellur til, aðallega plöntuleifar en líka leifar annarra lífvera. Kolefni safnast í jarðvegi á tvenna vegu:
  • Sem hluti niðurbrots lífrænna efna sem bindast með ýmsum efna- og eðlistengingum og mynda að lokum flókin lífræn sambönd.
  • Þar sem utanaðkomandi aðstæður draga verulega úr hraða niðurbrots, samanber aðstæður í mýrum (súrefnisskortur) og sífrera (kuldi).

Kolefnishringrás vistkerfisins eins og við þekkjum hana alla jafna felst í því að plöntur taka upp koltvísýring (CO2) úr lofti og umbreyta honum í lífræn kolefnissambönd með ljóstillífun. Þar er sólarljós orkugjafinn og afurð þessa ferlis, fyrir utan plöntuvefinn sem myndast, er súrefni (O2) sem plönturnar losa út í andrúmsloftið. Kolefnið sem er bundið í plöntuvefnum losnar síðan þegar plönturnar, eða hlutar þeirra, sölna og deyja og rotverur (sveppir, bakteríur og frumdýr) nýta það sem orkugjafa í kjölfarið. Þannig brotnar lífræna efnið niður og koltvísýringur losnar aftur út andrúmsloftið.

Votlendisjarðvegur verður til þegar lífræn efni safnast upp vegna þess að þar eru aðstæður vatnsmettaðar og súrefnissnauðar og ekki hliðhollar súrefnisháðum rotverum. Sá lífræni massi sem fellur til ár hvert rotnar því mjög hægt og safnast smám saman upp í áranna rás. Það er því hægt að segja að rakar, kaldar og súrefnislausar aðstæður í mýrum geri það að verkum að hluti af því kolefni sem var tekið upp við ljóstillífun plantna í margar aldir geymist í jarðveginum í stað þess að vera í hringrás bindingar (vöxtur) og losunar (rotnunar) gróðurs. Víða safnast svo mikið af lífrænu efni við svona aðstæður að unnt er að nota það sem eldsneyti eins og gert var þegar mór var notaður á Íslandi allt fram á 20. öld.

Á 20. öld var mikið af votlendi á Íslandi ræst fram með skurðum, bæði til rækta tún og til að nýta mýrarnar sem beitiland. Endurheimt votlendis snýst um að færa landið aftur til fyrra horfs og draga þannig úr losun koltvísýrings sem fylgir þegar mýrum er raskað.

Þegar mýrar og votlendissvæði eru ræst fram og náttúrulega hárri vatnsstöðu þeirra raskað er virkni þeirra sem kolefnisgeymir skert. Vatni er tappað af svæðunum og þá kemst loft í holrými jarðvegsins sem áður voru full af vatni og súrefni kemst að jarðveginum. Aðstæður verða aftur hliðhollar rotverum og því fer það lífræna efni sem hefur safnast upp öldum saman að rotna með tilheyrandi losun koltvísýrings. Við framræslu votlendis raskast þannig jafnvægi mýranna og eðli þeirra breytist. Oft er vöxtur plantna mikill á framræstum svæðum en ljóstillífun þeirra (binding koltvísýrings sem kolefni) fer í hraða hringrás bindingar og losunar en ekki í varanlegri kolefnisgeymi jarðvegs. Hins vegar heldur kolefnið áfram að losna úr jarðveginum á meðan að hann er framræstur og þannig tapast kolefni úr þeim varanlega geymi sem jarðvegur er.

Framræsla mýra hefur ekki eingöngu áhrif á kolefnisforða jarðvegs og þannig bein áhrif á losun gróðurhúsalofttegunda heldur hefur hún áhrif á marga aðra þætti. Svæðin henta ekki lengur eins vel fyrir þær lífverur sem nýta þau sem búsvæði og virkni svæðanna skerðist. Þannig minnkar til dæmis geta þeirra til að tempra vatnsflæði og miðlun næringarefna getur skerst.

Þegar svæði eru endurheimt er markmiðið að ná til baka þeim eiginleikum sem hafa tapast með inngripum mannsins. Í tilviki framræsts lands er tilgangurinn að endurheimta fyrra votlendi. Þá er dregið úr afrennsli svæðisins með því að stífla eða fylla í skurði. Við það hækkar grunnvatnsstaðan, jarðvegurinn mettast aftur af vatni og aðstæður hætta að vera hliðhollar súrefnisháðum rotverum. Þar með stöðvast eða hægist verulega á niðurbroti lífræns efnis og losun koltvísýrings. Um leið verða svæðin aftur búsvæði votlendislífvera og öðlast fyrri hæfni til temprunar á vatnsrennsli og miðlunar næringarefna.

Endurheimt Dagmálatjörn í Biskupstungum.

Vegna þess hversu hröð umskiptin eru þegar vatnsstaða hækkar á ný, þá er endurheimt votlendis mjög áhrifarík loftslagsaðgerð. Við loftfirrta rotnun í náttúrulegu og endurheimtu votlendi losnar metangas (CH4) sem er mun öflugri (en skammlífari) gróðurhúsalofttegund en koltvísýringur. Hins vegar er það magn sem losnar hverfandi miðað við losun koltvísýrings úr framræstu landi og loftslagsáhrifin því margfalt minni frá votlendi en framræstu landi.

Endurheimt votlendis er gild loftslagsaðgerð samkvæmt Parísarsamningnum og viðurkennd af Milliríkjanefnd Sameinuðu þjóðanna um loftslagsbreytingar (IPCC). Ein stærsta breytingin sem felst í Parísarsamningnum frá fyrri loftslagssamningum er að nú er horft til landgerða frekar en aðgerðaflokka. Þannig telst votlendi til sérstaks landgerðarflokks og losun eða binding sem þar á sér stað í tengslum við landnotkun reiknast sérstaklega inn í heildarlosun frá landi samkvæmt svonefndum LULUCF-hluta loftslagsbókhalds Íslands. Af þessum sökum hefur verið horft sérstaklega til aðgerða sem tengjast endurheimt votlendis (svokallað „rewetting“) sem árangursríkrar loftslagsaðgerðar, enda er umtalsverður hluti losunar frá landi tengdur framræstu votlendi og með endurheimt þess stöðvast hún á skömmum tíma eins og hér hefur verið rakið, ásamt því að margvíslegur annar ávinningur fylgir í kjölfarið.

Loftslagsbreytingar eru flóknar og við þeim er ekki til nein ein töfralausn. Horfa verður til margra þátta, draga úr losun og auka bindingu og um leið varast að grípa til lausna sem seinna geta skapað önnur vandamál. Allt sem við gerum sem dregur úr losun gróðurhúsalofttegunda eða eykur bindingu þeirra í stöðugum eða varanlegum geymum eins og jarðvegi, skiptir miklu máli fyrir framtíð jarðar og alla íbúa hennar.

Loftslagsbókhaldið er öflugt tæki til að meta stöðu loftslagsmála á Íslandi og mikilvægt verkfæri til að meta aðstæður og gera áætlanir. Loftslagsbókhaldið getur hins vegar ekki verið eina forsenda okkar þegar aðgerðir í loftslagsmálum eru skipulagðar, heldur verður að horfa til heildarávinnings. Þar er endurheimt votlendis mjög vænlegur kostur.

Að lokum má benda á að Sameinuðu þjóðirnar hafa lýst því yfir að áratugurinn 2021-2030 verði helgaður endurheimt vistkerfa sjá: https://endurheimtvistkerfa.is/ og https://www.decadeonrestoration.org/.

Heimildir og myndir:

Höfundar

Sunna Áskelsdóttir

verkefnastjóri hjá Landgræðslunni

Jóhann Þórsson

líffræðingur

Útgáfudagur

1.3.2021

Spyrjandi

Matthías Tryggvi, Guðjón Sigurðsson, Þorsteinn Helgason

Tilvísun

Sunna Áskelsdóttir og Jóhann Þórsson. „Er endurheimt votlendis gagnleg og viðurkennd aðferð til að vinna gegn hlýnun jarðar?“ Vísindavefurinn, 1. mars 2021. Sótt 1. ágúst 2021. http://visindavefur.is/svar.php?id=80636.

Sunna Áskelsdóttir og Jóhann Þórsson. (2021, 1. mars). Er endurheimt votlendis gagnleg og viðurkennd aðferð til að vinna gegn hlýnun jarðar? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=80636

Sunna Áskelsdóttir og Jóhann Þórsson. „Er endurheimt votlendis gagnleg og viðurkennd aðferð til að vinna gegn hlýnun jarðar?“ Vísindavefurinn. 1. mar. 2021. Vefsíða. 1. ágú. 2021. <http://visindavefur.is/svar.php?id=80636>.

Chicago | APA | MLA

Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Er endurheimt votlendis gagnleg og viðurkennd aðferð til að vinna gegn hlýnun jarðar?
Upprunalegu spurningarnar hljóðuðu svona:

  • Hvernig virkar endurheimt votlendis og er það besta leiðin til að berjast gegn loftslagsvánni?
  • Af hverju að breyta ræktuðu landi í mýrlendi aftur? Hvernig getur mýrlendi "mengað" minna en graslendi sem er þurrt?
  • Er endurheimt votlendis inni í Parísarsamkomulaginu? Er hún með í framlagi Íslands og hvernig reiknast hún þá, hver er hlutur hennar?

Jarðvegur er næst stærsti geymir lífræns kolefnis á jörðinni á eftir úthöfunum og hefur að geyma margfalt það magn sem til dæmis má finna í gróðri heims og í andrúmsloftinu. Miðað við okkar tímaskyn getum við gengið út frá að magn kolefnis á jörðinni sé fasti, þó magn efnis í heiminum sé ekki föst stærð. Það er hins vegar breytilegt hvar kolefnið er að finna og á hvaða formi það er og það skiptir okkur máli.

Undanfarnar aldir hefur athafnasemi manna orðið til þess að kolefni sem bundið var í gróðri eða jarðvegi losnað í meira mæli út í andrúmsloftið. Afleiðing þess er meðal annars hlýnandi loftslag (góðurhúsaáhrif) með margvíslegum neikvæðum áhrifum. Til þess að draga úr þessum áhrifum er nauðsynlegt að minnka magn kolefnis í andrúmslofti og það magn sem fellur í hafið (súrnun sjávar) en auka magn kolefnis í gróðri og alveg sérstaklega í jarðvegi.

Kolefni jarðar er geymt í setlögum og steinum, hafinu, andrúmsloftinu og lífverum. Kolefni færist á milli þessara forða og er þá talað um kolefnishringrás.

Það kolefni sem finnst í jarðvegi á að mestu uppruna sinn í lífrænu efni sem fellur til, aðallega plöntuleifar en líka leifar annarra lífvera. Kolefni safnast í jarðvegi á tvenna vegu:
  • Sem hluti niðurbrots lífrænna efna sem bindast með ýmsum efna- og eðlistengingum og mynda að lokum flókin lífræn sambönd.
  • Þar sem utanaðkomandi aðstæður draga verulega úr hraða niðurbrots, samanber aðstæður í mýrum (súrefnisskortur) og sífrera (kuldi).

Kolefnishringrás vistkerfisins eins og við þekkjum hana alla jafna felst í því að plöntur taka upp koltvísýring (CO2) úr lofti og umbreyta honum í lífræn kolefnissambönd með ljóstillífun. Þar er sólarljós orkugjafinn og afurð þessa ferlis, fyrir utan plöntuvefinn sem myndast, er súrefni (O2) sem plönturnar losa út í andrúmsloftið. Kolefnið sem er bundið í plöntuvefnum losnar síðan þegar plönturnar, eða hlutar þeirra, sölna og deyja og rotverur (sveppir, bakteríur og frumdýr) nýta það sem orkugjafa í kjölfarið. Þannig brotnar lífræna efnið niður og koltvísýringur losnar aftur út andrúmsloftið.

Votlendisjarðvegur verður til þegar lífræn efni safnast upp vegna þess að þar eru aðstæður vatnsmettaðar og súrefnissnauðar og ekki hliðhollar súrefnisháðum rotverum. Sá lífræni massi sem fellur til ár hvert rotnar því mjög hægt og safnast smám saman upp í áranna rás. Það er því hægt að segja að rakar, kaldar og súrefnislausar aðstæður í mýrum geri það að verkum að hluti af því kolefni sem var tekið upp við ljóstillífun plantna í margar aldir geymist í jarðveginum í stað þess að vera í hringrás bindingar (vöxtur) og losunar (rotnunar) gróðurs. Víða safnast svo mikið af lífrænu efni við svona aðstæður að unnt er að nota það sem eldsneyti eins og gert var þegar mór var notaður á Íslandi allt fram á 20. öld.

Á 20. öld var mikið af votlendi á Íslandi ræst fram með skurðum, bæði til rækta tún og til að nýta mýrarnar sem beitiland. Endurheimt votlendis snýst um að færa landið aftur til fyrra horfs og draga þannig úr losun koltvísýrings sem fylgir þegar mýrum er raskað.

Þegar mýrar og votlendissvæði eru ræst fram og náttúrulega hárri vatnsstöðu þeirra raskað er virkni þeirra sem kolefnisgeymir skert. Vatni er tappað af svæðunum og þá kemst loft í holrými jarðvegsins sem áður voru full af vatni og súrefni kemst að jarðveginum. Aðstæður verða aftur hliðhollar rotverum og því fer það lífræna efni sem hefur safnast upp öldum saman að rotna með tilheyrandi losun koltvísýrings. Við framræslu votlendis raskast þannig jafnvægi mýranna og eðli þeirra breytist. Oft er vöxtur plantna mikill á framræstum svæðum en ljóstillífun þeirra (binding koltvísýrings sem kolefni) fer í hraða hringrás bindingar og losunar en ekki í varanlegri kolefnisgeymi jarðvegs. Hins vegar heldur kolefnið áfram að losna úr jarðveginum á meðan að hann er framræstur og þannig tapast kolefni úr þeim varanlega geymi sem jarðvegur er.

Framræsla mýra hefur ekki eingöngu áhrif á kolefnisforða jarðvegs og þannig bein áhrif á losun gróðurhúsalofttegunda heldur hefur hún áhrif á marga aðra þætti. Svæðin henta ekki lengur eins vel fyrir þær lífverur sem nýta þau sem búsvæði og virkni svæðanna skerðist. Þannig minnkar til dæmis geta þeirra til að tempra vatnsflæði og miðlun næringarefna getur skerst.

Þegar svæði eru endurheimt er markmiðið að ná til baka þeim eiginleikum sem hafa tapast með inngripum mannsins. Í tilviki framræsts lands er tilgangurinn að endurheimta fyrra votlendi. Þá er dregið úr afrennsli svæðisins með því að stífla eða fylla í skurði. Við það hækkar grunnvatnsstaðan, jarðvegurinn mettast aftur af vatni og aðstæður hætta að vera hliðhollar súrefnisháðum rotverum. Þar með stöðvast eða hægist verulega á niðurbroti lífræns efnis og losun koltvísýrings. Um leið verða svæðin aftur búsvæði votlendislífvera og öðlast fyrri hæfni til temprunar á vatnsrennsli og miðlunar næringarefna.

Endurheimt Dagmálatjörn í Biskupstungum.

Vegna þess hversu hröð umskiptin eru þegar vatnsstaða hækkar á ný, þá er endurheimt votlendis mjög áhrifarík loftslagsaðgerð. Við loftfirrta rotnun í náttúrulegu og endurheimtu votlendi losnar metangas (CH4) sem er mun öflugri (en skammlífari) gróðurhúsalofttegund en koltvísýringur. Hins vegar er það magn sem losnar hverfandi miðað við losun koltvísýrings úr framræstu landi og loftslagsáhrifin því margfalt minni frá votlendi en framræstu landi.

Endurheimt votlendis er gild loftslagsaðgerð samkvæmt Parísarsamningnum og viðurkennd af Milliríkjanefnd Sameinuðu þjóðanna um loftslagsbreytingar (IPCC). Ein stærsta breytingin sem felst í Parísarsamningnum frá fyrri loftslagssamningum er að nú er horft til landgerða frekar en aðgerðaflokka. Þannig telst votlendi til sérstaks landgerðarflokks og losun eða binding sem þar á sér stað í tengslum við landnotkun reiknast sérstaklega inn í heildarlosun frá landi samkvæmt svonefndum LULUCF-hluta loftslagsbókhalds Íslands. Af þessum sökum hefur verið horft sérstaklega til aðgerða sem tengjast endurheimt votlendis (svokallað „rewetting“) sem árangursríkrar loftslagsaðgerðar, enda er umtalsverður hluti losunar frá landi tengdur framræstu votlendi og með endurheimt þess stöðvast hún á skömmum tíma eins og hér hefur verið rakið, ásamt því að margvíslegur annar ávinningur fylgir í kjölfarið.

Loftslagsbreytingar eru flóknar og við þeim er ekki til nein ein töfralausn. Horfa verður til margra þátta, draga úr losun og auka bindingu og um leið varast að grípa til lausna sem seinna geta skapað önnur vandamál. Allt sem við gerum sem dregur úr losun gróðurhúsalofttegunda eða eykur bindingu þeirra í stöðugum eða varanlegum geymum eins og jarðvegi, skiptir miklu máli fyrir framtíð jarðar og alla íbúa hennar.

Loftslagsbókhaldið er öflugt tæki til að meta stöðu loftslagsmála á Íslandi og mikilvægt verkfæri til að meta aðstæður og gera áætlanir. Loftslagsbókhaldið getur hins vegar ekki verið eina forsenda okkar þegar aðgerðir í loftslagsmálum eru skipulagðar, heldur verður að horfa til heildarávinnings. Þar er endurheimt votlendis mjög vænlegur kostur.

Að lokum má benda á að Sameinuðu þjóðirnar hafa lýst því yfir að áratugurinn 2021-2030 verði helgaður endurheimt vistkerfa sjá: https://endurheimtvistkerfa.is/ og https://www.decadeonrestoration.org/.

Heimildir og myndir:

...