Daripada Kawasan Tandus kepada Penyerap Karbon
Gurun Taklamakan, yang sekian lama dianggap kawasan tandus dari segi biologi dengan pasir beralih meliputi lebih 95% landskapnya, sedang mengalami transformasi ekologi yang mencabar tanggapan konvensional tentang persekitaran gersang. Selepas beberapa dekad inisiatif penanaman pokok berskala besar, gurun yang keras di barat laut China ini telah menjadi penyerap karbon yang berfungsi, menyerap lebih banyak karbon dioksida daripada atmosfera berbanding yang dilepaskannya. Penyelidikan terbaharu yang diterbitkan dalam Proceedings of the National Academy of Sciences mendapati bahawa Program Jalur Perlindungan Tiga Utara, yang dilancarkan pada 1978 dan lebih dikenali sebagai Tembok Hijau Besar, berjaya mengubah pinggir gurun itu menjadi penyerap bersih karbon atmosfera. Pencapaian ini merupakan kes pertama yang didokumenkan tentang campur tangan manusia mengubah gurun ekstrem menjadi penyerap karbon yang stabil, sekali gus membuka harapan baharu bagi strategi mitigasi iklim di kawasan paling kering di dunia.
Kandungan
Dengan keluasan kira-kira 130,000 batu persegi (337,000 kilometer persegi), sedikit lebih besar daripada Montana, Taklamakan terletak di Lembangan Tarim di barat laut China. Banjaran gunung tinggi mengelilingi gurun itu, menghalang udara lembap daripada sampai ke kawasan pedalaman sepanjang kebanyakan waktu dalam setahun dan mewujudkan keadaan ekstrem sehingga rantau itu mendapat gelaran seperti "Laut Kematian." Selama berabad-abad, hamparan pasir beralih yang luas ini menjadi lambang kehampaan dan keterbatasan alam sekitar. Namun, imej satelit hari ini menunjukkan jalur hijau yang jelas mengelilingi pinggir gurun, tempat lebih 66 bilion pokok telah berakar sejak program itu dimulakan. Litupan hutan di seluruh China meningkat daripada hanya 10% keluasan negara pada 1949 kepada lebih 25% hari ini, manakala penyiapan lingkaran tumbuh-tumbuhan di Taklamakan pada 2024 menjadi detik penting dalam kejuruteraan ekologi.
Tekad Berdekad-dekad
Transformasi itu bermula pada 1978, apabila pegawai China melancarkan Program Jalur Perlindungan Tiga Utara sebagai tindak balas terhadap proses penggurunan yang semakin pesat. Sepanjang 1950-an, pembandaran besar-besaran dan peluasan tanah pertanian telah menghapuskan tumbuh-tumbuhan semula jadi di rantau itu, lalu mewujudkan keadaan yang menyebabkan ribut pasir semakin teruk, merosakkan tanah dan mengancam produktiviti pertanian. Kerajaan bertekad menanam berbilion-bilion pokok di pinggir Gurun Taklamakan dan Gobi menjelang 2050, dengan tujuan menghentikan peluasan gurun dan menstabilkan bukit pasir yang beralih. Jangka masa bercita-cita tinggi ini meliputi 72 tahun, dengan pencapaian penting pelaksanaan ditetapkan pada 1998, 2011 dan 2021.
Antara pencapaian kejuruteraan program ini ialah koridor hijau sepanjang 3,046 kilometer yang dibina merentasi gurun itu sendiri, dengan tumbuh-tumbuhan merentasi kawasan yang pernah digelar Laut Kematian oleh para penjelajah dan menghubungkan oasis yang sebelum ini terasing. Dorongan di sebalik usaha besar-besaran ini bersifat alam sekitar dan politik. Pertumbuhan gurun yang tidak terkawal mengancam tanah pertanian yang bernilai, selain menyumbang kepada ketidakstabilan serantau di barat China, tempat ketegangan antara kumpulan etnik minoriti dengan kepimpinan etnik Han secara sejarahnya mencetuskan perselisihan. Dengan membendung kemaraan gurun, Beijing berusaha melindungi tanah pertanian, mengurangkan kekerapan ribut debu yang melanda bandar-bandar utara dan pada masa yang sama menangani jejak karbon negara itu. Tidak seperti usaha antarabangsa yang serupa, seperti inisiatif Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu di Gurun Sahara, inisiatif China mendapat manfaat daripada kestabilan politik yang membolehkan projek itu diteruskan tanpa gangguan selama lebih empat dekad.
Data Satelit Menunjukkan Perubahan
Saintis dari University of California, Riverside, bersama penyelidik dari University of Houston, Tsinghua University dan Caltech, menggunakan teknologi satelit canggih untuk mengesahkan perubahan dalam dinamik karbon gurun itu. Data daripada Orbiting Carbon Observatory milik NASA dan satelit MODIS menjejaki kepekatan karbon dioksida serta kehijauan tumbuh-tumbuhan di pinggir Taklamakan selama 25 tahun. Pasukan penyelidik menumpukan pada dua petunjuk utama kejayaan penghutanan: penurunan karbon dioksida atmosfera yang boleh diukur dan peningkatan pendarfluor teraruh suria, iaitu cahaya samar yang dipancarkan semasa fotosintesis dan digunakan sebagai petunjuk produktiviti tumbuhan.
Bacaan satelit mengenal pasti "titik sejuk" yang ketara di kawasan yang dipulihkan, dengan kepekatan karbon dioksida 1 hingga 2 bahagian per juta lebih rendah berbanding kawasan sekitarnya. Semasa musim hujan dari Julai hingga September, purata taburan hujan kira-kira 0.6 inci (16 milimeter) sebulan, sekitar 2.5 kali lebih tinggi berbanding bulan-bulan kering. Peningkatan kelembapan bermusim ini menambah litupan tumbuh-tumbuhan dan aktiviti fotosintesis, lalu mengurangkan CO2 atmosfera daripada 416 bahagian per juta semasa tempoh kering kepada 413 ppm pada musim hujan. King-Fai Li, ahli fizik atmosfera UCR dan rakan penyelidik dalam kajian itu, menjelaskan kepentingan mengesahkan penyerapan karbon dari orbit.
Ini bukan seperti hutan hujan di Amazon atau Congo. Sesetengah kawasan yang dihijaukan dengan penanaman pokok hanya terdiri daripada belukar seperti chaparral di California Selatan. Namun, hakikat bahawa kawasan itu tetap menyerap CO2 secara konsisten ialah sesuatu yang positif dan boleh kita ukur serta sahkan dari angkasa.
Semak, Tanah dan Penyerapan Karbon
Walaupun projek ini sering digambarkan sebagai penanaman pokok, bukti saintifik menunjukkan bahawa semak yang tahan lasak merupakan pemacu utama penangkapan karbon. Tumbuhan berkayu ini, yang serupa dengan chaparral di California Selatan, terbukti mampu berfotosintesis secara konsisten dalam keadaan kering dan panas yang tidak dapat ditahan oleh banyak spesies pokok. Tumbuh-tumbuhan itu bertindak sebagai pam biologi yang berterusan, menarik karbon dioksida dari udara dan memindahkannya ke akar, batang dan akhirnya bahan organik tanah. Penyelidikan terdahulu mencadangkan bahawa pasir gurun itu sendiri mungkin memerangkap CO2 melalui proses fizikal yang melibatkan pengembangan dan pengecutan akibat perubahan suhu siang dan malam, sekali gus berpotensi menyerap kira-kira satu juta tan karbon setahun. Namun, saintis memberi amaran bahawa simpanan berasaskan pasir ini tidak stabil dalam keadaan perubahan iklim, kerana peningkatan suhu boleh menyebabkan udara yang terperangkap dalam pasir mengembang dan melepaskan karbon tersimpan.
Dapatan baharu menunjukkan bahawa penyerapan biologi melalui fotosintesis membentuk penyerap karbon yang lebih stabil dan lebih besar. Penyelidikan tambahan terhadap mikroagregat tanah di sepanjang pinggir selatan Taklamakan mendedahkan mekanisme di sebalik penyimpanan ini. Penyelidik yang mengkaji komposisi tanah menggunakan kaedah kelimpahan semula jadi delta13C untuk menjejaki laluan aliran karbon melalui pecahan tanah yang berbeza. Analisis mereka menunjukkan bahawa penghutanan meningkatkan kandungan karbon organik tanah pukal dan pembentukan agregat dengan ketara, dengan peningkatan terbesar berlaku selepas tumbuhan tumbuh selama tujuh tahun. Karbon organik tanah merupakan takungan karbon terbesar dalam ekosistem daratan, dengan kira-kira 90% karbon tanah atas tersimpan dalam agregat tanah. Mikroagregat bertindak sebagai sumber dan penyerap aliran karbon dalam ekosistem gurun. Tumbuh-tumbuhan yang ditanam bukan sahaja menangkap karbon atmosfera, malah menstabilkan bukit pasir, mengurangkan hakisan angin dan mewujudkan keadaan untuk proses penggantian ekologi seterusnya.
Kekangan Air dan Skala Global
Walaupun hasilnya memberangsangkan, penyelidik menggesa orang ramai agar mempunyai jangkaan yang realistik tentang kesan global penghutanan gurun. Sekalipun seluruh Taklamakan, kawasan yang kira-kira sebesar Jerman, dilitupi tumbuh-tumbuhan sepenuhnya, ia hanya akan menyerap kira-kira 60 juta tan karbon dioksida setahun. Jumlah ini cuma 10% daripada pelepasan tahunan Kanada dan sebahagian kecil daripada 40 bilion tan yang dihasilkan di seluruh dunia setiap tahun. King-Fai Li menegaskan bahawa meskipun penghijauan gurun sahaja tidak dapat menyelesaikan krisis iklim, memahami lokasi dan jumlah karbon dioksida yang boleh diserap, serta keadaan yang diperlukan, merupakan bahagian penting dalam usaha mitigasi.
Kekangan utama yang menghalang peluasan lebih jauh ke kawasan pedalaman gurun ialah air. Kawasan semak sedia ada hanya dapat bertahan kerana aliran air dari pergunungan di tanah tinggi sekeliling membawa kelembapan dan nutrien ke jalur tanaman. Peluasan lebih jauh ke dalam gurun memerlukan sumber air yang boleh diharap, sedangkan sumber itu semakin berkurangan di seluruh dunia. Kebergantungan pada aliran air pergunungan ini mewujudkan kerentanan, kerana perubahan corak salji atau pencairan glasier akibat perubahan iklim berpotensi melemahkan atau memusnahkan penyerap karbon tersebut. Tumbuh-tumbuhan itu membentuk penghalang hidup yang benar-benar bergantung pada keseimbangan antara keadaan ekstrem gurun dengan sumber air dari tanah tinggi.
Model untuk Kawasan Gersang
Projek Taklamakan merupakan kajian kes jangka panjang yang jarang berlaku tentang penghijauan gurun, dan berjaya bertahan ketika usaha lain gagal. Kesinambungan politik membolehkan China mengekalkan pembiayaan dan peruntukan tenaga kerja secara konsisten selama empat dekad, sekali gus mewujudkan keadaan untuk pemulihan ekologi yang tidak dapat dicapai oleh projek jangka pendek. Yuk L. Yung, profesor sains planet di Caltech dan saintis penyelidikan kanan di Jet Propulsion Laboratory NASA yang membantu menulis kajian itu, mengulas implikasi yang lebih luas.
Buat pertama kalinya, kami mendapati bahawa campur tangan yang diterajui manusia dapat meningkatkan penyerapan karbon dengan berkesan walaupun di landskap paling gersang dan ekstrem, sekali gus menunjukkan potensi untuk mengubah gurun menjadi penyerap karbon dan menghentikan penggurunan.
Penyelidikan itu menegaskan bahawa gurun bukanlah kawasan mati dari segi ekologi, sebaliknya berpotensi menyumbang kepada strategi pengurusan karbon global. Ketika kebakaran hutan semakin menukar hutan daripada penyerap karbon kepada sumber karbon di Eropah, Amerika Latin dan Amerika Utara, transformasi Taklamakan menawarkan naratif berbeza tentang keupayaan manusia memulihkan alam sekitar. Walaupun cabaran berkaitan keselamatan air dan skala masih besar, projek ini membuktikan bahawa penyelesaian berasaskan alam semula jadi boleh berfungsi dengan berkesan walaupun dalam persekitaran paling keras di planet ini. Jalur hijau di sekeliling Taklamakan menjadi sumber inspirasi dan bukti konsep bagi penyelesaian karbon berteknologi rendah yang memerlukan masa, kestabilan dan pemahaman ekologi, bukannya teknologi canggih.
Perkara Utama
- Program Jalur Perlindungan Tiga Utara China, yang dilancarkan pada 1978, telah menanam lebih 66 bilion pokok di sekeliling Gurun Taklamakan dan melengkapkan lingkaran tumbuh-tumbuhan pada 2024.
- Data satelit mengesahkan bahawa pinggir gurun itu kini bertindak sebagai penyerap karbon, menyerap lebih banyak CO2 daripada yang dilepaskan, dengan kepekatan atmosfera menurun 1-3 ppm semasa musim hujan.
- Semak dan tumbuh-tumbuhan tahan lasak menangkap karbon melalui fotosintesis, sekali gus menyediakan mekanisme penyimpanan yang lebih stabil berbanding pemerangkapan karbon dalam pasir sebelum ini.
- Projek ini bergantung sepenuhnya pada aliran air pergunungan, sekali gus mengehadkan potensi peluasan dan mewujudkan kerentanan terhadap perubahan corak pencairan salji akibat iklim.
- Walaupun penghutanan penuh gurun itu hanya akan menyerap 60 juta tan CO2 setahun, sumbangannya sederhana berbanding pelepasan global sebanyak 40 bilion tan. Namun, projek ini menjadi bukti konsep bagi pemulihan kawasan gersang.
