Pemulihan hutan dan penanaman pohon merupakan strategi yang sudah mapan untuk mitigasi perubahan iklim. Namun, penggunaan Pendekatan ini di wilayah Arktik memperburuk pemanasan dan kontraproduktif terhadap mitigasi perubahan iklim. Hal ini karena tutupan pohon mengurangi albedo (atau pantulan sinar matahari) dan meningkatkan kegelapan permukaan yang mengakibatkan pemanasan bersih (karena pohon menyerap lebih banyak panas dari matahari daripada salju). Lebih jauh, kegiatan penanaman pohon juga mengganggu kumpulan karbon tanah Arktik yang menyimpan lebih banyak karbon daripada semua tanaman di Bumi. Oleh karena itu, pendekatan mitigasi perubahan iklim tidak harus selalu berfokus pada karbon. Perubahan iklim berkaitan dengan keseimbangan energi Bumi (jumlah bersih energi matahari yang berada di atmosfer dan energi matahari yang meninggalkan atmosfer). Jumlah gas rumah kaca menentukan seberapa banyak panas yang tertahan di atmosfer Bumi. Di wilayah Arktik, pada garis lintang tinggi, efek albedo (yaitu, pantulan sinar matahari kembali ke luar angkasa tanpa diubah menjadi panas) lebih penting (daripada efek rumah kaca akibat penyimpanan karbon atmosfer) untuk keseimbangan energi total. Oleh karena itu, tujuan keseluruhan untuk memperlambat perubahan iklim memerlukan pendekatan holistik.
Tumbuhan dan hewan terus menerus mengeluarkan karbon dioksida (CO2) di atmosfer melalui respirasi. Beberapa kejadian alam seperti kebakaran hutan dan letusan gunung berapi juga melepaskan CO2 di atmosfer. Keseimbangan CO2 di atmosfer2 dipertahankan oleh penyerapan karbon secara teratur oleh tanaman hijau dengan adanya sinar matahari melalui fotosintesis. Namun, aktivitas manusia sejak tahun 18th abad ini, khususnya ekstraksi dan pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak bumi, dan gas alam, telah meningkatkan konsentrasi CO2 di atmosfer.2.
Menariknya, peningkatan konsentrasi CO2 di atmosfer diketahui menunjukkan efek pemupukan karbon (yaitu, tanaman hijau melakukan fotosintesis lebih banyak sebagai respons terhadap lebih banyak CO2 di atmosfer). Sebagian besar penyerapan karbon di daratan saat ini disebabkan oleh peningkatan fotosintesis global sebagai respons terhadap peningkatan CO2Selama tahun 1982-2020, fotosintesis global meningkat sekitar 12% sebagai respons terhadap peningkatan 17% konsentrasi karbon dioksida global di atmosfer dari 360 ppm menjadi 420 ppm.1,2.
Jelas, peningkatan fotosintesis global tidak mampu menyerap semua emisi karbon antropogenik sejak industrialisasi dimulai. Akibatnya, karbon dioksida atmosfer (CO2) telah meningkat secara efektif sekitar 50% dalam dua abad terakhir menjadi 422 ppm (pada bulan September 2024)3 yang merupakan 150% dari nilainya pada tahun 1750. Karena karbon dioksida (CO2) merupakan gas rumah kaca yang penting, peningkatan keseluruhan yang signifikan dalam CO2 atmosfer2 telah berkontribusi terhadap pemanasan global dan perubahan iklim.
Perubahan iklim terwujud dalam bentuk mencairnya es kutub dan gletser, menghangatnya lautan, naiknya permukaan air laut, banjir, badai dahsyat, kekeringan yang sering dan parah, kelangkaan air, gelombang panas, kebakaran hebat, dan kondisi buruk lainnya. Hal ini berdampak serius pada kehidupan dan mata pencaharian masyarakat, oleh karena itu mitigasi menjadi keharusan. Oleh karena itu, untuk membatasi pemanasan global dan kenaikan suhu hingga 1.5°C pada akhir abad ini, Konferensi Perubahan Iklim PBB telah menyadari bahwa emisi gas rumah kaca global perlu dikurangi sebesar 43% pada tahun 2030 dan telah menyerukan negara-negara untuk beralih dari bahan bakar fosil untuk mencapai tujuan tersebut. nol emisi bersih oleh 2050.
Selain pengurangan emisi karbon, aksi iklim juga dapat didukung dengan penghilangan karbon dari atmosfer. Setiap peningkatan dalam penangkapan karbon atmosfer akan sangat membantu.
Fotosintesis laut oleh fitoplankton, rumput laut, dan plankton alga di lautan bertanggung jawab atas sekitar setengah dari penangkapan karbon. Bioteknologi mikroalga diduga dapat berkontribusi terhadap penangkapan karbon melalui fotosintesis. Membalikkan deforestasi melalui penanaman pohon dan pemulihan lahan hutan dapat sangat membantu mitigasi iklim. Satu studi menemukan bahwa peningkatan tutupan hutan global dapat memberikan kontribusi yang signifikan. Studi tersebut menunjukkan bahwa kapasitas tajuk pohon global di bawah iklim saat ini adalah 4.4 miliar hektar yang berarti tambahan 0.9 miliar hektar tutupan tajuk (setara dengan peningkatan 25% di area hutan) dapat tercipta setelah tidak termasuk tutupan yang ada. Jika tutupan tajuk tambahan ini tercipta, akan menyerap dan menyimpan sekitar 205 gigaton karbon yang jumlahnya sekitar 25% dari kumpulan karbon atmosfer saat ini. Pemulihan hutan global juga merupakan keharusan karena perubahan iklim yang tidak terputus akan mengakibatkan pengurangan sekitar 223 juta hektar tutupan hutan (sebagian besar di daerah tropis) dan hilangnya keanekaragaman hayati terkait pada tahun 2050.4,5.
Penanaman pohon di wilayah Arktik
Wilayah Arktik mengacu pada bagian utara Bumi di atas garis lintang 66° 33′N di dalam lingkaran Arktik. Sebagian besar wilayah ini (sekitar 60%) ditempati oleh lautan es yang tertutupi oleh samudra Arktik. Daratan Arktik terletak di sekitar tepi selatan samudra Arktik yang menopang tundra atau hutan boreal utara.
Hutan boreal (atau taiga) terletak di sebelah selatan Lingkaran Arktik dan dicirikan oleh hutan konifer yang sebagian besar terdiri dari pinus, cemara, dan larch. Hutan ini memiliki musim dingin yang panjang dan dingin serta musim panas yang pendek dan basah. Terdapat dominasi pohon konifer yang tahan dingin, berbuah kerucut, hijau abadi (pinus, cemara, dan fir) yang mempertahankan daun berbentuk jarumnya sepanjang tahun. Dibandingkan dengan hutan beriklim sedang dan hutan basah tropis, hutan boreal memiliki produktivitas primer yang lebih rendah, memiliki keanekaragaman spesies tanaman yang lebih sedikit, dan tidak memiliki struktur hutan berlapis. Di sisi lain, tundra Arktik terletak di utara hutan boreal di wilayah Arktik di belahan bumi utara, tempat lapisan tanah bawah membeku secara permanen. Wilayah ini jauh lebih dingin dengan suhu musim dingin dan musim panas rata-rata masing-masing berkisar antara -34°C dan 3°C – 12°C. Lapisan tanah bawah membeku secara permanen (permafrost) sehingga akar tanaman tidak dapat menembus jauh ke dalam tanah dan tanaman berada rendah di tanah. Tundra memiliki produktivitas primer yang sangat rendah, keanekaragaman spesies rendah, dan musim tanam pendek yaitu 10 minggu ketika tanaman tumbuh cepat sebagai respons terhadap siang hari yang panjang.
Pertumbuhan pohon di wilayah Arktik dipengaruhi oleh lapisan es abadi karena air beku di bawah permukaan membatasi pertumbuhan akar yang dalam. Sebagian besar tundra memiliki lapisan es abadi yang terus-menerus sementara hutan boreal terdapat di wilayah dengan sedikit atau tidak ada lapisan es abadi. Namun, lapisan es abadi Arktik tidak luput dari pengaruhnya.
Seiring dengan menghangatnya iklim Arktik (yang terjadi dua kali lebih cepat dari rata-rata global), pencairan dan hilangnya lapisan tanah beku permanen yang diakibatkannya akan meningkatkan kelangsungan hidup bibit pohon awal. Keberadaan tajuk semak ditemukan berhubungan positif dengan kelangsungan hidup dan pertumbuhan bibit menjadi pohon. Komposisi spesies dan fungsi ekosistem di wilayah tersebut mengalami perubahan cepat. Seiring dengan menghangatnya iklim dan terdegradasinya lapisan tanah beku permanen, vegetasi dapat beralih dari Arktik tanpa pohon menjadi didominasi pohon di masa mendatang6.
Akankah pergeseran vegetasi ke lanskap Arktik yang didominasi pepohonan mengurangi CO2 atmosfer?2 melalui fotosintesis yang ditingkatkan dan membantu mitigasi perubahan iklim? Bisakah wilayah Arktik dipertimbangkan untuk penghijauan guna menghilangkan CO2 atmosfer?2Dalam kedua situasi tersebut, lapisan es Arktik harus mencair atau rusak terlebih dahulu agar pohon-pohon dapat tumbuh. Namun, pencairan lapisan es Arktik melepaskan metana ke atmosfer yang merupakan gas rumah kaca yang kuat dan berkontribusi terhadap pemanasan global. Pelepasan metana dari lapisan es Arktik juga berkontribusi terhadap kebakaran hutan besar-besaran di wilayah tersebut.
Mengenai strategi penghilangan CO atmosfer2 melalui fotosintesis melalui penghijauan atau penanaman pohon di wilayah kutub dan mitigasi pemanasan dan perubahan iklim, para peneliti7 menemukan pendekatan ini tidak cocok untuk wilayah tersebut dan kontraproduktif terhadap mitigasi perubahan iklim. Hal ini karena tutupan pohon mengurangi albedo (atau pantulan sinar matahari) dan meningkatkan kegelapan permukaan yang mengakibatkan pemanasan bersih karena pohon menyerap lebih banyak panas dari matahari daripada salju. Lebih jauh, kegiatan penanaman pohon juga mengganggu kumpulan karbon tanah Arktik yang menyimpan lebih banyak karbon daripada semua tanaman di Bumi.
Oleh karena itu, pendekatan mitigasi perubahan iklim tidak harus selalu berfokus pada karbon. Perubahan iklim berkaitan dengan keseimbangan energi Bumi (dikurangi energi matahari yang berada di atmosfer dan energi matahari yang meninggalkan atmosfer). Gas rumah kaca menentukan seberapa banyak panas yang tertahan di atmosfer Bumi. Di wilayah Arktik pada garis lintang tinggi, efek albedo (yaitu, pantulan sinar matahari kembali ke luar angkasa tanpa diubah menjadi panas) lebih penting (daripada penyimpanan karbon atmosfer) untuk keseimbangan energi total. Oleh karena itu, tujuan keseluruhan untuk memperlambat perubahan iklim memerlukan pendekatan holistik.
***
Referensi:
- Keenan, TF, et al. Kendala pada pertumbuhan historis fotosintesis global akibat meningkatnya CO2. Nat. Clim. Chang. 13, 1376–1381 (2023). DOI: https://doi.org/10.1038/s41558-023-01867-2
- Berkeley Lab. News – Tanaman Memberi Kita Waktu untuk Memperlambat Perubahan Iklim – Namun Tidak Cukup untuk Menghentikannya. Tersedia di https://newscenter.lbl.gov/2021/12/08/plants-buy-us-time-to-slow-climate-change-but-not-enough-to-stop-it/
- NASA. Karbon Dioksida. Tersedia di https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide/
- Bastin, Jean-Francois dkk. 2019. Potensi pemulihan pohon global. Science. 5 Juli 2019. Vol 365, Edisi 6448 hlm. 76-79. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax0848
- Chazdon R., dan Brancalion P., 2019. Memulihkan hutan sebagai sarana untuk mencapai banyak tujuan. Science. 5 Jul 2019 Vol 365, Edisi 6448 hlm. 24-25. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax9539
- Limpens, J., Fijen, TPM, Keizer, I. dkk. Semak dan Permafrost yang Terdegradasi Membuka Jalan bagi Pertumbuhan Pohon di Lahan Gambut Subarktik. Ekosistem 24, 370–383 (2021). https://doi.org/10.1007/s10021-020-00523-6
- Kristensen, J.Å., Barbero-Palacios, L., Barrio, IC dkk. Penanaman pohon bukanlah solusi iklim di wilayah lintang utara yang tinggi. Nat. Geosci. 17, 1087–1092 (2024). https://doi.org/10.1038/s41561-024-01573-4
***
