Gatunek ludzki pojawił się w Afryce 200 tysięcy lat temu. Potem rozprzestrzenił się w Europie i Azji, by w końcu dotrzeć do Ameryki 15-20 tysięcy lat temu, gdy w miejscu dzisiejszej Cieśniny Beringa rozciągał się pomost lądowy. Pierwsza faza kolonizacji zbiegła się z wymarciem mamutów, tygrysów szablozębnych, leniwców naziemnych, pancerników oraz olbrzymich nielotnych gatunków ptaków. W tym czasie populacja ludzka cyklicznie załamywała się i odbudowywała zgodnie z rytmem wyczerpywania się lokalnych zasobów.
Pogląd, że nasi przodkowie żyli w harmonii z otaczającym ich środowiskiem jest mitem. Wszystko wskazuje na to, że szóste wielkie wymieranie rozpoczęło się 15 tysięcy lat temu wraz z zagładą megafauny na kontynentach i wyspachoceanicznych. Ludzie,kiedy tylko mieli okazję, rozprzestrzeniali się w sposób nieograniczony, nie różniąc się w pod tym względem od innych gatunków. Przekroczenie pojemności środowiska prowadziło zawsze do głodu, wojen i ludobójstwa. Teraz jesteśmy świadkami unikalnego momentu w naszej historii. Zderzamy się z granicami wzrostu już nie w skali lokalnej, ale globalnej. Nie miało to nigdy precedensu w historii naszego gatunku, a mimo to większość ludzi zdaje się tego dostrzegać.Co więcej, będą temu zaprzeczać do samego końca.
O ile wywołane przez człowieka zjawiska, jak wymieranie megafauny czy topnienie lodowców są relatywnie łatwo dostrzegalne, to istnieje wiele innych, które manifestują się w sposób znacznie bardziej subtelny i ledwie zauważalny. Należy do nich zanieczyszczenie powietrza ozonem oraz przeładowanie światowych ekosystemów związkami azotu.
Park Narodowy Lake District w Szkocji to kraina pięknych, czystych jezior, zielonych pastwisk, gór gdzie strumienie kaskadami spływają w dół.
Rysunek 1. Krajobraz Parku Narodowego Lake District. Wikipedia.
Idylliczna wręcz sceneria przyciąga tysiące turystów i artystów, spragnionych kontaktu z nieskażoną przyrodą. Nie dostrzegają jednak oni tego, w jak istocie złym stanie jest tamtejszy ekosystem. Większość drzew zdradza oznaki osłabienia. Ich zeschnięte liście wyglądają, jakby zostały potraktowane palnikiem. Brak dzikich zwierząt rzuca się w oczyjeszcze bardziej. Kilka krów, dwa małe ptaszki i trochę kaczek żywiących się resztkami pozostawionymi przez turystów było wszystkim co udało mi się zobaczyć w ciągu pięciu dni pobytu w parku narodowym. Nie było ani jednej wiewiórki, motyli czy jakichkolwiek owadów. W krainie krystalicznie czystych jezior, nie widziałam żadnej wyskakującej z wody ryby, żadnego nurkującego ptaka. Sterylna czystość była niesamowita i mocno niepokojąca…
W rankingu zachowania biologicznego bogactwa na 218 badanych krajów Wielka Brytania zajmuje 189 miejsce. Winę za opłakany stan brytyjskiej przyrody w ogromnym stopniu ponosi rolnictwo przemysłowe, prowadzące do przenawożenia, masowego stosowania pestycydów i niszczenia mikrosiedlisk. Dodajmy do tego skutki historycznego wylesiania oraz industrializacji i ukazuje się nam kraj z najbardziej zubożonym środowiskiem na świecie, gdzie co 10 gatunek jest zagrożony wyginięciem i którego ekosystemy na większości terytorium nie są już w stanie zaspokajać potrzeb społeczeństwa.
Wpływ zanieczyszczonego powietrza na zdrowie lasów to zjawisko dobrze znane z krajów rozwiniętych. Niewiele osób jednak ma świadomość jak destrukcyjny wpływ na lasy ma podwyższony poziom ozonu i azotu. Podwyższone stężenie ozonu zaburza wymianę gazową w igłach i liściach. Jak to się dzieje? Zacytujemy za książką Drzewa w zmieniającym się środowisku (via AnEmerging Triad: AirPollution, Beetles, and Wildfire).
Wewnątrz liścia, ozon zmienia sposób transpiracji drzewa lub wymiany gazów. Liście, lub igły w przypadku drzew iglastych, mają otworki nazywane aparatami szparkowymi. Działające właściwie aparaty szparkowe są krytycznie ważne dla zdolności drzewa do regulowania strat wody, pochłaniania dwutlenku węgla i produkcji energii. Wystawione na podwyższone stężenia ozonu, drzewa tracą kontrolę nad aparatami szparkowymi a w rezultacie nad zdolnością do zarządzania swoją wodą i składnikami odżywczymi. Zbyt duże stężenie zanieczyszczeń powietrza może szybko zabić drzewo – jednak bardziej prawdopodobne jest, że wystawienie na wysokie stężenie ozonu drzewo zacznie podupadać na zdrowiu. Zaburzenie działania aparatów szparkowych prowadzi do utraty wody, przez co wystawienie na podwyższone stężenia ozonu daje objawy podobne do stresu suszy, może go też pogłębiać.
Problemem dla lasów jest też zaburzenie cyklu azotowego, przeładowywanego przez nas produkcją nawozów. Aktywny azot jest drzewom potrzebny, lecz jego zbyt duża ilość zaburza tempo wzrostu, jego czas i alokację zasobów w drzewie mogącą prowadzić do pogorszenia jego zdrowia i odporności na czynniki stresu. Działając razem z ozonem, podwyższone stężenia azotu mogą wpływać na sposób w jaki węglowodany – energia potrzebna do wzrostu i przetrwania – są magazynowane i wykorzystywane, prowadząc do upośledzenia wzrostu systemu korzeniowego. Oba czynniki łącznie mogą też zwiększać podatność na susze i zagrożenie patogenami, grzybami i szkodnikami.
W epoce przedprzemysłowej stężenie ozonu wynosiło ok 10-12 ppb (cząsteczek na miliard cząsteczek powietrza). Zanieczyszczenie jest najgorsze w rejonie terenów zurbanizowanych, ale nawet w sporej odległości od nich jest bardzo wysokie. W górach Sierra Nevada letnie poziom tła stężenia ozonu w lecie (kiedy rosną rośliny) wynosi już 67 ppb. Globalny poziom tła wynosi około 50 ppb, a do 2050 roku prognozuje się jego wzrost o kolejne 50% (AnEmerging Triad: AirPollution, Beetles, and Wildfire).
Rysunek 2. Wpływ zanieczyszczeń powietrza na wzrost drzew. Próbki sosny żółtej pochodzące z miejsc o różnym stopniu zanieczyszczenia (A-najczystsze, E–najbardziej zanieczyszczone). Anthony Gomes, źródło.
Ponieważ podwyższone stężenie ozonu stało się więc stałym elementem rzeczywistości, drzewa zmuszone są do zwiększonej transpiracji i w konsekwencji cierpią tak samo, jakby były poddane suszy.
Zjawisko to pogłębia zamieranie drzew na całym świecie od jodeł Douglasa w Seatle na zachodnim wybrzeżu USA, przez choiny w Appalachach, baobaby w Zimbabwe po mangrowce w Australii.
Zanieczyszczenia wpływają negatywnie na rozmnażanie roślin. Związki takie jak ozon, azotany czy wodorotlenki silnie reagują z substancjami zapachowymi wydzielanymi przez kwiaty. W rezultacie zapylacze więcej czasu muszą spędzać lokalizując źródło sygnałów zapachowych.
Ozon powstaje zarówno naturalnie
jak i w wyniku działalności człowieka. Jego największym antropogenicznym
źródłem są silniki emitujące tlenki węgla, azotu i węglowodory. Związki te pod
wpływem światła słonecznego i wysokiej temperatury podlegają reakcjom
chemicznym, których jednym z produktów jest ozon.
Kolejnym nieoczekiwanym źródłem
ozonu jest przemysł wydobycia gazu ziemnego i ropy naftowej. Ozon powstaje tam w wyniku
reakcji chemicznych etanu i innych węglowodorów wchodzących w skład gazu ziemnego,
które zachodzą blisko powierzchni ziemi. Globalne emisje etanu spadały od około
1970, lecz w latach 2009-2014 znowu zaczęły rosnąć. W największym stopniu
przyczyniły się do tego rewolucja łupkowa w USA. Antropogeniczne emisje etanu stanowią dwie trzecie
całkowitych emisji tego gazu. Pokazuje to jak ludzka działalność zmienia
globalnie skład atmosfery, czego skutków dla biosfery możemy się jak na razie
tylko domyślać.
Jeśli weźmiemy pod uwagę, że zagłada lasów powoduje suszę, to mamy przepis na samowzmacniający się mechanizm. Zanieczyszczenia powietrza powodują obumieranie drzew. Te z kolei jak wskazują badania walnie przyczyniają się do powstawania deszczy. W rejonach takich jak Amazonia czy Kotlina Konga dużą część deszczu powstaje jako efekt działania pompy biotycznej. Dorosłe drzewo potrafi transpirować dziennie około 1000 litrów wody. Szacuje się, że lasy Amazonii mogą w ten sposób dziennie oddawać atmosferze 20 miliardów ton. Nie tylko sama para wodna ma w tym udział. Potrzebne są też jądra kondensacji, wokół których powstają kropelki wody. Ich rolę pełnią substancje chemiczne wydzielane przez drzewa jak terpentyny czy izopren. Końcowy rezultat jest oszałamiający. Powietrzne rzeki, które biorą początek na Atlantyku i zbierają coraz więcej wilgoci w miarę jak przesuwają się nad sklepieniem lasu niosą więcej wody niż Amazonka. Masowe wylesianie w Amazonii, w połączeniu ze zmianą klimatu prowadzą do coraz bardziej ekstremalnych susz w Amazonii.
Wylesianie zatem walnie przyczynia się do powstawania suszy, co już ludzkość niejednokrotnie przerabiała w swojej historii. Jako przykład mogą służyć starożytni Sumerowie (epos o Gilgameszu), zagłada cywilizacji Majów czy upadek cywilizacji minojskiej. Jak widać jako gatunek nic się nie nauczyliśmy i na swoją zgubę niszczymy tak kluczowe dla ludzkości ekosystemy jak lasy Amazonii, Konga czy Syberii.
Zanieczyszczenia powietrza, osłabiając wzrost drzew, mogą też osłabić zdolność drzew do wychwytywania i magazynowania dwutlenku węgla, co może mieć poważny wpływ na pochłanianie dwutlenku węgla przez ekosystemy lądowe i dodatkowo wzmocnić powodowaną przez ludzkość zmianę klimatu.
Tomasz Kłoszewski na podst. The Waste Land
