जलवायु परिवर्तन शमन: आर्कटिक में पेड़ लगाने से ग्लोबल वार्मिंग और बढ़ेगी

वन पुनर्स्थापन और वृक्षारोपण जलवायु परिवर्तन को कम करने की एक स्थापित रणनीति है। हालांकि, आर्कटिक क्षेत्र में इस दृष्टिकोण का उपयोग वैश्विक तापमान वृद्धि को और भी बदतर बना देता है और जलवायु परिवर्तन शमन के लिए उल्टा असर डालता है। इसका कारण यह है कि वृक्षों का आवरण एल्बेडो (यानी सूर्य के प्रकाश का परावर्तन) को कम करता है और सतह पर अंधेरा बढ़ाता है, जिसके परिणामस्वरूप कुल मिलाकर तापमान वृद्धि होती है (क्योंकि वृक्ष बर्फ की तुलना में सूर्य से अधिक ऊष्मा अवशोषित करते हैं)। इसके अलावा, वृक्षारोपण गतिविधियां आर्कटिक की मिट्टी के कार्बन भंडार को भी प्रभावित करती हैं, जो पृथ्वी पर सभी पौधों की तुलना में अधिक कार्बन संग्रहित करती है। इसलिए, जलवायु परिवर्तन शमन का दृष्टिकोण जरूरी नहीं कि कार्बन केंद्रित हो। जलवायु परिवर्तन पृथ्वी के ऊर्जा संतुलन (वायुमंडल में रहने वाली सौर ऊर्जा और वायुमंडल से बाहर निकलने वाली सौर ऊर्जा का शुद्ध योग) से संबंधित है। ग्रीनहाउस गैसों की मात्रा यह निर्धारित करती है कि पृथ्वी के वायुमंडल में कितनी ऊष्मा बनी रहती है। आर्कटिक क्षेत्रों में, उच्च अक्षांशों पर, एल्बेडो प्रभाव (अर्थात, सूर्य के प्रकाश का ऊष्मा में परिवर्तित हुए बिना वापस अंतरिक्ष में परावर्तित होना) कुल ऊर्जा संतुलन के लिए (वायुमंडलीय कार्बन भंडारण के कारण ग्रीनहाउस प्रभाव की तुलना में) अधिक महत्वपूर्ण है। अतः, जलवायु परिवर्तन को धीमा करने के समग्र लक्ष्य के लिए एक समग्र दृष्टिकोण की आवश्यकता है।

पेड़-पौधे और जीव-जंतु श्वसन के माध्यम से लगातार वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) छोड़ते हैं _। जंगल की आग और ज्वालामुखी विस्फोट जैसी कुछ प्राकृतिक घटनाएं भी वायुमंडल में CO₂ छोड़ती हैं। सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में हरे पौधों द्वारा प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से नियमित रूप से कार्बन को अवशोषित करने से वायुमंडल में CO₂ का संतुलन _बना रहता है। हालांकि, 18वीं शताब्दी से मानवीय गतिविधियों _, ^{विशेष रूप से कोयला, पेट्रोलियम तेल और प्राकृतिक गैस जैसे जीवाश्म ईंधनों के निष्कर्षण और जलाने से वायुमंडल में} _CO₂ की सांद्रता बढ़ गई है ।

_{रोचक बात यह है कि वायुमंडल में CO₂} की सांद्रता में वृद्धि कार्बन उर्वरक प्रभाव दर्शाती है (अर्थात, वायुमंडल में CO₂ की मात्रा बढ़ने पर हरे पौधे अधिक प्रकाश संश्लेषण करते हैं)। वर्तमान स्थलीय कार्बन सिंक का एक बड़ा हिस्सा CO₂ की बढ़ती मात्रा के कारण वैश्विक प्रकाश संश्लेषण में हुई इस वृद्धि से जुड़ा है _{। 1982-2020 के दौरान, वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता में 17% की वृद्धि (360 पीपीएम से} ⁴²⁰ पीपीएम तक) के परिणामस्वरूप वैश्विक प्रकाश संश्लेषण में लगभग 12% की वृद्धि हुई ।

स्पष्ट है कि औद्योगीकरण की शुरुआत के बाद से वैश्विक प्रकाश संश्लेषण में हुई वृद्धि सभी मानवजनित कार्बन उत्सर्जन को अवशोषित करने में असमर्थ रही है। परिणामस्वरूप, पिछले दो शताब्दियों में वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) में लगभग 50% की वृद्धि हुई है और यह सितंबर 2024 में 422 पीपीएम तक पहुंच गई है, _जो ¹⁷⁵⁰ में इसके मान का 150% है। चूंकि कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂ ₎ एक महत्वपूर्ण ग्रीनहाउस गैस है, इसलिए वायुमंडलीय CO₂ में इस महत्वपूर्ण वृद्धि ने _{वैश्विक} तापमान वृद्धि और जलवायु परिवर्तन में योगदान दिया है।

जलवायु परिवर्तन ध्रुवीय बर्फ और ग्लेशियरों के पिघलने, महासागरों के गर्म होने, समुद्र स्तर में वृद्धि, बाढ़, विनाशकारी तूफानों, बार-बार और तीव्र सूखे, जल संकट, लू, भीषण आग और अन्य प्रतिकूल परिस्थितियों के रूप में प्रकट होता है। इसका लोगों के जीवन और आजीविका पर गंभीर प्रभाव पड़ता है, इसलिए इसके प्रभावों को कम करना अनिवार्य है। अतः, इस शताब्दी के अंत तक वैश्विक तापमान वृद्धि को 1.5 डिग्री सेल्सियस तक सीमित करने के लिए, संयुक्त राष्ट्र जलवायु परिवर्तन सम्मेलन ने यह स्वीकार किया है कि 2030 तक वैश्विक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में 43% की कटौती आवश्यक है और इसने सभी पक्षों से जीवाश्म ईंधन से दूर हटकर 2050 तक शुद्ध शून्य उत्सर्जन के लक्ष्य को प्राप्त करने का आह्वान किया है।

कार्बन उत्सर्जन में कमी के अलावा, वातावरण से कार्बन को हटाकर भी जलवायु कार्रवाई को बढ़ावा दिया जा सकता है। वायुमंडलीय कार्बन को पकड़ने में कोई भी वृद्धि मददगार होगी।  

महासागरों में फाइटोप्लांकटन, केल्प और शैवाल प्लवक द्वारा होने वाला समुद्री प्रकाश संश्लेषण कार्बन अवशोषण का लगभग आधा हिस्सा है। यह सुझाव दिया गया है कि सूक्ष्म शैवाल जैव प्रौद्योगिकी प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से कार्बन अवशोषण में योगदान दे सकती है। वृक्षारोपण और वन भूमि के पुनर्स्थापन द्वारा वनों की कटाई को रोकना जलवायु परिवर्तन को कम करने में बहुत सहायक हो सकता है। एक अध्ययन में पाया गया कि वैश्विक वन आवरण को बढ़ाने से महत्वपूर्ण योगदान मिल सकता है। इसमें दिखाया गया कि वर्तमान जलवायु के तहत वैश्विक वृक्ष आवरण क्षमता 4.4 अरब हेक्टेयर है, जिसका अर्थ है कि मौजूदा आवरण को छोड़कर 0.9 अरब हेक्टेयर अतिरिक्त आवरण (वन क्षेत्र में 25% वृद्धि के बराबर) बनाया जा सकता है। यदि यह अतिरिक्त आवरण बनाया जाता है, तो यह लगभग 205 गीगाटन कार्बन को अवशोषित और संग्रहित करेगा, जो वर्तमान वायुमंडलीय कार्बन भंडार का लगभग 25% है। वैश्विक वन पुनर्स्थापन भी अनिवार्य है क्योंकि निरंतर जलवायु परिवर्तन के परिणामस्वरूप 2050 तक लगभग 223 मिलियन हेक्टेयर वन आवरण (मुख्यतः उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में) में कमी और संबंधित जैव विविधता का नुकसान ^होगा ।

आर्कटिक क्षेत्र में वृक्षारोपण  

आर्कटिक क्षेत्र आर्कटिक सर्कल के भीतर 66° 33′N अक्षांश से ऊपर पृथ्वी के उत्तरी भाग को संदर्भित करता है। इस क्षेत्र का अधिकांश भाग (लगभग 60%) समुद्री बर्फ से ढका आर्कटिक महासागर द्वारा कब्जा किया गया है। आर्कटिक भूभाग आर्कटिक महासागर के दक्षिणी किनारों के आसपास स्थित है जो टुंड्रा या उत्तरी बोरियल वन का समर्थन करता है।  

बोरियल वन (या टैगा) आर्कटिक सर्कल के दक्षिण में स्थित हैं और इनमें शंकुधारी वन हैं जिनमें ज़्यादातर चीड़, स्प्रूस और लार्च के पेड़ हैं। यहाँ लंबी, ठंडी सर्दियाँ और छोटी, गीली गर्मियाँ होती हैं। यहाँ ठंड को सहन करने वाले, शंकु-असर वाले, सदाबहार, शंकुधारी पेड़ (चीड़, स्प्रूस और देवदार) की प्रधानता है जो साल भर अपनी सुई के आकार की पत्तियाँ बनाए रखते हैं। समशीतोष्ण वनों और उष्णकटिबंधीय आर्द्र वनों की तुलना में, बोरियल वनों में प्राथमिक उत्पादकता कम होती है, पौधों की प्रजातियों की विविधता कम होती है और इनमें परतदार वन संरचना का अभाव होता है। दूसरी ओर, आर्कटिक टुंड्रा उत्तरी गोलार्ध के आर्कटिक क्षेत्रों में बोरियल वनों के उत्तर में स्थित है, जहाँ उप-भूमि स्थायी रूप से जमी हुई है। यह क्षेत्र बहुत ठंडा है जहाँ औसत सर्दी और गर्मी का तापमान क्रमशः -34°C और 3°C - 12°C के बीच रहता है। उप-भूमि स्थायी रूप से जमी हुई है (पर्माफ्रॉस्ट) इसलिए पौधों की जड़ें मिट्टी में गहराई तक नहीं जा पाती हैं और पौधे ज़मीन से नीचे होते हैं। टुंड्रा में प्राथमिक उत्पादकता बहुत कम है, प्रजातियों की विविधता भी कम है तथा वृद्धि काल भी 10 सप्ताह का है, जब पौधे लंबे दिन के प्रकाश के कारण तेजी से बढ़ते हैं।  

आर्कटिक क्षेत्रों में पेड़ों की वृद्धि पर्माफ्रॉस्ट से प्रभावित होती है क्योंकि सतह के नीचे जमा हुआ पानी गहरी जड़ों की वृद्धि को रोकता है। टुंड्रा के अधिकांश भाग में निरंतर पर्माफ्रॉस्ट होता है जबकि बोरियल वन ऐसे क्षेत्रों में मौजूद हैं जहाँ पर्माफ्रॉस्ट बहुत कम या बिलकुल नहीं है। हालाँकि, आर्कटिक पर्माफ्रॉस्ट अप्रभावित नहीं है।  

आर्कटिक क्षेत्र में जलवायु के गर्म होने के कारण (जो वैश्विक औसत से दोगुनी तेज़ी से हो रहा है), पर्माफ्रॉस्ट के पिघलने और उसके नष्ट होने से शुरुआती वृक्षों के अंकुरों के जीवित रहने की संभावना बढ़ जाएगी। झाड़ियों की घनी छतरी का होना अंकुरों के जीवित रहने और वृक्षों में विकसित होने से सकारात्मक रूप से जुड़ा हुआ पाया गया है। इस क्षेत्र में प्रजातियों की संरचना और पारिस्थितिकी तंत्र के कामकाज में तेज़ी से बदलाव आ रहा है। जलवायु के गर्म होने और पर्माफ्रॉस्ट के पिघलने से भविष्य में वनस्पति वृक्ष-विहीन आर्कटिक से वृक्ष-प्रधान आर्कटिक क्षेत्र में परिवर्तित हो सकती ^है ।

क्या वृक्ष-प्रधान आर्कटिक परिदृश्य में वनस्पति का स्थानांतरण प्रकाश संश्लेषण में वृद्धि के माध्यम से वायुमंडलीय CO2 को कम कर सकता है _और जलवायु परिवर्तन के शमन में सहायता कर सकता है? क्या वायुमंडलीय CO2 को दूर करने के लिए आर्कटिक क्षेत्र में वनीकरण पर विचार किया जा सकता है _? दोनों ही स्थितियों में, पेड़ों के विकास के लिए आर्कटिक पर्माफ्रॉस्ट का पिघलना या क्षीण होना आवश्यक है। हालांकि, पर्माफ्रॉस्ट के पिघलने से वायुमंडल में मीथेन निकलती है, जो एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है और आगे चलकर वैश्विक तापमान में वृद्धि का कारण बनती है। पर्माफ्रॉस्ट से मीथेन का उत्सर्जन इस क्षेत्र में बड़े पैमाने पर जंगल की आग का भी कारण बनता है।

आर्कटिक क्षेत्र में वनीकरण या वृक्षारोपण द्वारा प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से वायुमंडलीय CO2 को हटाने और परिणामस्वरूप ग्लोबल वार्मिंग और जलवायु परिवर्तन को कम करने की रणनीति के संबंध में, शोधकर्ताओं ने _पाया कि ^यह दृष्टिकोण इस क्षेत्र के लिए अनुपयुक्त है और जलवायु परिवर्तन शमन के लिए प्रतिकूल है। इसका कारण यह है कि वृक्षों का आवरण एल्बेडो (या सूर्य के प्रकाश का परावर्तन) को कम करता है और सतह के अंधेरे को बढ़ाता है, जिसके परिणामस्वरूप कुल मिलाकर ग्लोबल वार्मिंग होती है क्योंकि पेड़ बर्फ की तुलना में सूर्य से अधिक ऊष्मा अवशोषित करते हैं। इसके अलावा, वृक्षारोपण गतिविधियाँ आर्कटिक मिट्टी के कार्बन भंडार को भी बाधित करती हैं, जो पृथ्वी पर सभी पौधों की तुलना में अधिक कार्बन संग्रहित करती है।

इसलिए, जलवायु परिवर्तन शमन दृष्टिकोण को कार्बन केंद्रित होना आवश्यक नहीं है। जलवायु परिवर्तन पृथ्वी के ऊर्जा संतुलन (वायुमंडल में रहने वाली सौर ऊर्जा और वायुमंडल से निकलने वाली सौर ऊर्जा का शुद्ध योग) के बारे में है। ग्रीनहाउस गैसें निर्धारित करती हैं कि पृथ्वी के वायुमंडल में कितनी गर्मी बरकरार रहती है। उच्च अक्षांशों पर आर्कटिक क्षेत्रों में, एल्बेडो प्रभाव (यानी, गर्मी में परिवर्तित हुए बिना सूर्य के प्रकाश का वापस अंतरिक्ष में परावर्तन) कुल ऊर्जा संतुलन के लिए (वायुमंडलीय कार्बन भंडारण की तुलना में) अधिक महत्वपूर्ण है। इसलिए, जलवायु परिवर्तन को धीमा करने के समग्र लक्ष्य के लिए एक समग्र दृष्टिकोण की आवश्यकता है।  

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5. चैज़्डन आर., और ब्रैंकलियन पी., 2019. कई उद्देश्यों के लिए वनों को बहाल करना एक साधन है। विज्ञान। 5 जुलाई 2019 वॉल्यूम 365, अंक 6448 पृष्ठ 24-25। DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax9539 

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