Człowiek rozumny (homo sapiens) pojawił się na naszej planecie około 200 tysięcy lat temu we wschodniej Afryce, skąd rozpoczął migrację, zasiedlając z czasem Azję, Australię i Europę. Około 15 tysięcy lat temu ludzie przekroczyli współczesną Cieśninę Beringa, osiedlając się w Ameryce Północnej i Południowej.

Chociaż obecnie uważa się, że największe zmiany w środowisku przyrodniczym miały miejsce w ciągu ostatnich 200 lat, to od samego początku dziejów ludzkości człowiek zmieniał środowisko. Potwierdzają to wykopaliska archeologiczne na całym świecie. Ślady terasowania stoków, dawne systemy nawadniania, pozostałości po udomowianiu gatunków zwierząt czy roślin – oto niektóre przykłady dowodów działalności antropogenicznej odnajdowane przez archeologów.

Nie wszystkie z podejmowanych aktywności były, jak nazwalibyśmy je dzisiaj, racjonalne i pozostające w zgodzie z polityką zrównoważonego rozwoju. Już w starożytności postępująca deforestacja objęła region basenu Morza Śródziemnego. Uważa się, że przyczynił się do tego intensywny wyrąb lasów pod pola uprawne oraz pastwiska dla zwierząt. Pierwotne lasy twardolistne, głównie dębowe i cyprysowe, nie zdołały już się odrodzić. Zastąpiła je występująca do czasów współczesnych makia. Na pozbawionych okrywy leśnej stokach szybko następowała erozja wodna gleb.

Do najbardziej spektakularnych należą zmiany zachodzące w atmosferze. Jest to jedna z najlepiej monitorowanych sfer Ziemi. Dzięki pomiarom meteorologicznym prowadzonym już od XVIII wieku możemy określić tendencje zmian (np. temperatury).

Zmiany zachodzące w atmosferze można podzielić na naturalne i antropogeniczne. Do naturalnych należą np. zmiany aktywności słonecznej, wybuchy wulkanów. Coraz większego znaczenia nabierają jednak zmiany związane z działalnością człowieka. Wiążą się one z wprowadzaniem do atmosfery dużej ilości zanieczyszczeń, co wywołuje dalsze konsekwencje środowiskowe.

Globalne ocieplenie klimatu

Od czasu rozpoczęcia industrializacji średnia temperatura na Ziemi wzrosła o prawie 1°C. Zjawisko to nazywane jest globalnym ociepleniem. Spowodowane jest emisją dwutlenku węgla, metanu i podtlenku azotu,  mających zdolność pochłaniania promieniowania cieplnego Ziemi (tzw. gazów cieplarnianych). Wzrost stężenia tych gazów w atmosferze nasila naturalny efekt cieplarniany, co prowadzi do podwyższenia średniej temperatury powierzchni Ziemi i w konsekwencji do ocieplenia klimatu. Głównym, antropogenicznym źródłem wymienionych gazów jest spalanie paliw kopalnych oraz wytwarzanie spalin przez środki transportu. Do emisji gazów cieplarnianych przyczynia się także hodowla przeżuwaczy (bydła, owiec czy kóz) oraz uprawa ryżu.

Woda w stanie pary wodnej, dwutlenek węgla (COIndeks dolny 2₂), metan, podtlenek azotu i ozon to główne gazy cieplarniane w atmosferze Ziemi. Każdy z nich ma inne znaczenie dla zjawiska efektu cieplarnianego oraz globalnego ocieplenia. Para wodna odpowiada za około 50–60% całkowitego efektu cieplarnianego Ziemi a COIndeks dolny 2₂ za 20–25%.

Dlaczego zatem dwutlenek węgla jest tak istotny, skoro para wodna dominuje w „naturalnym” efekcie cieplarnianym? Para wodna szybko krąży w atmosferze i jej stężenie zależy bezpośrednio od temperatury Ziemi. To COIndeks dolny 2₂, jako gaz „długożyjący”, wpływa na  globalną temperaturę, bo jego poziom zmienia się znacznie wolniej. Wzrost stężenia COIndeks dolny 2₂ prowadzi do wzrostu temperatury, co powoduje większe parowanie i wtórny wzrost stężenia pary wodnej, która wzmacnia efekt cieplarniany (efekt dodatniego sprzężenia zwrotnego).

Dynamicznie rosnący poziom dwutlenku węgla obserwuje się od 2. połowy XX wieku, co wiąże się z okresem wzrostu temperatury dolnych warstw troposfery.

R1e6EYwruScVv

Wykres przedstawia koncentrację dwutlenku węgla w atmosferze mierzoną na podstawie pęcherzyków powietrza uwięzionych w rdzeniach lodowych w kolejnych latach - od 1000 roku do 2000. W roku 1000 koncentracja dwutlenku węgla wynosiła 280 ppm i była dosyć stabilna do 1800 roku, w którym zaczęła rosnąć. Najpierw powoli do 1900 roku. Następnie gwałtownie w górę. W roku 2000 wynosiła 405 ppm.

Naturalnymi źródłami dostarczającymi węgiel do atmosfery są organizmy, które wydzielają dwutlenek węgla w procesie oddychania, rozkład materii organicznej, pożary czy wybuchy wulkanów. Stała ilość węgla w tzw. epoce przedprzemysłowej była możliwa dzięki zachowaniu równowagi pomiędzy dostawą węgla do atmosfery a jego depozycją (usuwanie węgla w procesie powstawania osadów, np. przez obumarłe organizmy morskie, których skorupki zbudowane są z węglanu wapnia). Oczywiście wciąż istnieje pewna ilość węgla niejako „uwięziona” w osadach morskich czy tzw. klatratach – strukturach, które swoją stabilność zawdzięczają wysokiemu ciśnieniu, które panuje pod powierzchnią ziemi i oceanów.

Równowaga obiegu węgla została zaburzona przez działalność człowieka, głównie za sprawą wydobycia i spalania paliw kopalnych (węgla, ropy, gazu) oraz intensywnego wylesiania. Część z tego wchłonięta została przez rośliny, a część zwiększyła zawartość gazu cieplarnianego – dwutlenku węgla – w ziemskiej atmosferze. Wzrost koncentracji COIndeks dolny 2₂ bezpośrednio wpłynął na wzrost pochłaniania tego gazu przez oceany.

Konsekwencją wzrostu temperatury powietrza jest obserwowane współcześnie topnienie lądolodów i lodowców górskich, podnoszenie się poziomu wód wszechoceanu, nasilenie ekstremalnych zjawisk pogodowych oraz anomalie meteorologiczne (powtarzające się susze, bezśnieżne zimy itp.).

Przeanalizuj poniższą mapę, która przedstawia konsekwencje globalnego ocieplenia.

REVEELZ8YZl7X

Mapa Europy, na której zaznaczono na niebiesko obszary zalane po podniesieniu się poziomu mórz o 60 metrów. Są to tereny zachodniego wybrzeża Francji i częściowo Normandii, wschodnia część Anglii, Kornwalia i pomniejsze części na wybrzeżach Wielkiej Brytanii, a także Irlandii. Holandia, , zachodnia część belgii, niemal cała Dania, nieduże fragmenty południowego wybrzeża Szwecji, północne Niemcy, wybrzeże Polski oprócz okolic Trójmiasta, obwód kaliningradzki, wybrzeże Litwy, częściowo Łotwy i Estonii. We Włoszech duży teren Wenecji i okolic oraz części wybrzeża Półwyspu Apenińskiego, fragmenty lądu wzdłuż linii brzegowej Bałkanów, Grecji, Ukrainy, Turcji, Afryki Północnej i krajów basenu Morza Kaspijskiego. Część południowo‑wschodnia Rumunii, fragmenty Rosji nad kaukazem oraz na północ od Morza Kaspijskiego. Cześć Iraku, aż po Bagdad, włącznie. W Egipcie część terenów z Aleksandrią.

Pesymistyczne prognozy mówią o podniesieniu się poziomu mórz w dalszej przyszłości nawet o 60 metrów. W takiej sytuacji stolica Niemiec znajdzie się na dnie wielkiego rozlewiska, podobnie jak znaczne obszary północnych Niemiec. W Polsce utracimy całą infrastrukturę na wybrzeżu, w tym miasta. Nie będzie już Gdańska, nie będzie Szczecina, zniknie gazoport w Świnoujściu. Wyraźnemu skróceniu ulegnie nasza lądowa granica z Niemcami, a Bałtyk stanie się morzem szeroko otwartym do Morza Północnego i Atlantyku. Pod powierzchnią morza znajdzie się obwód królewiecki, Wenecja, Holandia i znaczna część Belgii.

Polecenie 1

Przeanalizuj poniższą rycinę, która pokazuje czas potrzebny do osiągnięcia stanu równowagi po zredukowaniu emisji dwutlenku węgla. Wyjaśnij, jak długo może trwać uzyskanie efektów redukcji emisji oraz jakie czynniki wpływają na czas potrzebny do stabilizacji klimatu. Zastanów się również, czy pełny powrót do wcześniejszej równowagi klimatycznej jest możliwy, uzasadniając swoją odpowiedź na podstawie mechanizmów klimatycznych i właściwości gazów cieplarnianych. Podczas odpowiedzi odwołuj się do aktualnej wiedzy naukowej i badań dotyczących zmian klimatu.

Przeanalizuj opis poniższej ryciny, która pokazuje czas potrzebny do osiągnięcia stanu równowagi po zredukowaniu emisji dwutlenku węgla. Wyjaśnij, jak długo może trwać uzyskanie efektów redukcji emisji oraz jakie czynniki wpływają na czas potrzebny do stabilizacji klimatu. Zastanów się również, czy pełny powrót do wcześniejszej równowagi klimatycznej jest możliwy, uzasadniając swoją odpowiedź na podstawie mechanizmów klimatycznych i właściwości gazów cieplarnianych. Podczas odpowiedzi odwołuj się do aktualnej wiedzy naukowej i badań dotyczących zmian klimatu.

R1cxzaD8y3SuF

Ilustracja pokazuje za pomocą kilku linii na wykresie czas potrzebny do osiągnięcia stanu równowagi po zredukowaniu emisji dwutlenku węgla. Napis na górze ilustracji głosi "stężenie dwutlenku węgla, temperatura i poziom morza wzrastają jeszcze długo po zredukowaniu emisji". Na wykresie są trzy linie pionowe - pierwsza na początku wykresu podpisana jest jako "dziś", kolejna to "sto lat od dziś", a linia niemal na końcu wykresu to "za tysiąc lat od dziś". Na wykresie kolorowymi liniami zaznaczono ustalenie się średniej temperatury Ziemi, ustalenie się stężenia dwutlenku węgla w atmosferze, wzrost poziomu morza wskutek zwiększenia się objętości wody spowodowanego jej wyższą temperaturą, wzrost poziomu morza wskutek topnienia pokryw lodowych, emisja dwutlenku węgla. Z wykresu odczytać można, że poziom emisji dwutlenku węgla dziś jest wysoki, ale będzie spadał, za sto lat będzie niższym, a później utrzyma niski poziom. Poziomy wszystkich pozostałych elementów będą szybko rosły do momentu za sto lat od dziś, następnie średnia temperatura Ziemi i stężenie dwutlenku węgla w atmosferze przestanie rosnąć i utrzyma osiągnięty poziom, poziomy morza nadal będą rosły i za tysiąc lat będą jeszcze wyższe. Wskazano czas potrzebny do osiągnięcia stanu równowagi: ustalenie się średniej temperatury Ziemi - kilka wieków, ustalenie się stężenia dwutlenku węgla w atmosferze - 100 do 300 lat, wzrost poziomu morza wskutek zwiększenia się objętości wody spowodowanego jej wyższą temperaturą - od kilkuset do kilku tysięcy lat, wzrost poziomu morza wskutek topnienia pokryw lodowych - kilka tysiącleci.

R1ERLXH1EBRSC

(Uzupełnij).

Pokaż podpowiedź

Zastanów się, jak długo gazy cieplarniane utrzymują się w atmosferze i jaki wpływ ma ich zmniejszona emisja na obecną koncentrację tych gazów. Pomyśl o tym, jak działa efekt cieplarniany oraz jakie procesy naturalne i antropogeniczne uczestniczą w regulacji klimatu. Weź pod uwagę, że zmiany klimatu mają charakter długotrwały i nieraz nieodwracalny w krótkim czasie. Przyjrzyj się też aktualnym badaniom naukowym dotyczącym scenariuszy ograniczania emisji i możliwych efektów tych działań w perspektywie dziesięcioleci lub nawet wieków.

Rycina pokazuje, co może się zdarzyć, jeśli antropogeniczne emisje COIndeks dolny 2₂ przestaną rosnąć w ciągu następnych stu lat, a później zaczną maleć. Po tym jak emisja COIndeks dolny 2₂ zmniejszy się, a jego stężenie w atmosferze ustabilizuje się, temperatura powietrza będzie powoli wzrastać przez sto lub więcej lat. Wzrost objętości wody oceanicznej spowodowany przez wzrost temperatury wody będzie trwać jeszcze długo po tym, jak emisja COIndeks dolny 2₂ zmniejszy się, a topnienie pokryw lodowych będzie dodatkowo przyczyniać się do wzrostu poziomu morza jeszcze przez całe stulecia.

Innymi skutkami wzrostu efektu cieplarnianego mogą być np. zwiększenie parowania, wysychanie rzek, ekspansja terenów pustynnych, obniżenie produktywności gleb, nasilenie gwałtownych zjawisk pogodowych na kuli ziemskiej, m.in. powodzi czy huraganów. Niektóre skutki są trudne do przewidzenia, ponieważ wiele czynników jest silnie ze sobą powiązanych, a niektóre zmiany w środowisku przyspieszają lub spowalniają inne. Do zmian przyspieszających można zaliczyć fakt, że zmniejszenie powierzchni lodowców spowoduje zmniejszenie albedo powierzchni Ziemi. Wśród zmian spowalniających można wskazać np. wzrost parowania, który może ograniczyć dopływ promieniowania słonecznego.

Kwaśne opady powodują też przyspieszoną korozję i niszczenie obiektów wybudowanych przez ludzi, np. konstrukcji mostów, zabytków, czy elementów dekoracyjnych budynków.

Skutki zmian w biosferze i pedosferze

Rosnąca liczba ludności świata wymaga przeznaczania coraz to nowych terenów pod uprawy rolne oraz osadnictwo, budownictwo i infrastrukturę komunikacyjną. Proces ten odbywa się kosztem zmniejszającej się powierzchni leśnej, co określa się mianem deforestacji.

Proces wylesiania trwa od wielu tysięcy lat, rozpoczął się wraz z rewolucją neolityczną, czyli przejściem od koczowniczego do osiadłego trybu życia. Oprócz wycinki lasów w celach rolniczych, drewno pozyskiwano również do celów opałowych, wykorzystywano je w kopalniach, hutach i do wypalania ceramiki, a także jako materiał do budowy domów oraz łodzi i statków.

Współcześnie lasy zajmują około 4 miliardów ha (30,6% lądów.) Szacuje się, że obecny zasięg lasów to zaledwie połowa ich pierwotnej powierzchni. Proces wylesiania obejmował poszczególne kontynenty w różnym czasie. Do końca XIX wieku największe tempo wylesiania dotyczyło szerokości umiarkowanych oraz basenu Morza Śródziemnego. W V wieku n.e. 75% powierzchni Europy pokrywały rozległe puszcze, podczas gdy obecnie lesistość Europy wynosi zaledwie 33%. Podobne tendencje występowały w Azji Wschodniej. Podaje się, że na początku dziejów cywilizacji chińskiej obszar tego kraju cechował się lesistością wynoszącą 60%. W połowie XIX wieku spadła ona do zaledwie 17%.

Regionalne tendencje uległy odwróceniu w XIX i XX wieku. Zahamowane zostało wylesianie stref umiarkowanych, a pozyskiwanie drewna przeniesiono do lasów strefy tropikalnej i subtropikalnej. Deforestacja zachodziła zwłaszcza w krajach słabo rozwiniętych gospodarczo, dla których drewno było najłatwiej dostępnym zasobem naturalnym, który można było z zyskiem sprzedać. W szybkim tempie zaczęło ubywać powierzchni leśnej w Ameryce Południowej i Środkowej, Afryce i Azji Południowo‑Wschodniej.

Według najnowszych raportów organizacji FAO, w latach 1990–2020 globalny obszar leśny zmniejszył się o około 150 milionów hektarów, co stanowi około 3,6% całkowitej powierzchni lasów. W 2024 roku stracono rekordowo dużo lasów – globalna utrata sięgnęła 6,7 mln hektarów pierwotnych lasów tropikalnych, głównie z powodu bezprecedensowych pożarów oraz wylesiania pod rolnictwo, szczególnie w Ameryce Południowej i Afryce.

Główną przyczyną deforestacji jest rosnąca presja rolnictwa, nie zawsze związana ze wzrostem liczby ludności i jej potrzebami żywieniowymi. Ziemia przeznaczona na własny użytek ludności rolniczej obejmuje obecnie około 33% powierzchni dawnych lasów. Aż 40% stanowią tereny rolnictwa komercyjnego, szczególnie nastawionego na uprawę roślin przemysłowych, które nie służą bezpośrednio wyżywieniu ludności. W miejscach wykarczowanych lasów powstają wysokodochodowe plantacje, głównie palmy olejowej (olejowca gwinejskiego) oraz soi. Dane FAO wskazują, że powierzchnia plantacji palmy olejowej w Malezji wzrosła w latach 1990–2020 z około 2,4 miliona do ponad 5 milionów hektarów, z czego ponad 1,5 miliona hektarów stanowią dawniej porośnięte lasy. W Indonezji w tym samym okresie pod uprawę palmy olejowej przeznaczono dodatkowe 6 milionów hektarów, co wiązało się z wycinką szacowaną na 3–4 miliony hektarów lasów.

RvF8OT04T0YNZ

Ilustracja

R1DUX52A7SSKX

Wykres przedstawia roczne straty lasów. Na osi Y oznaczono miliony hektarów traconych lasów na rok. Na osi X oznaczono lata. W latach 1990 - 2000 roczna strata lasów na świecie netto wynosiła 7,8 milionów hektarów na rok. W latach 2000 - 2010 roczna strata lasów na świecie netto wynosiła 5,2 milionów hektarów na rok. W latach 2010 - 2020 roczna strata lasów na świecie netto wynosiła 4,7 milionów hektarów na rok.

R10aEFtTA8Vzs

Mapa przedstawia roczną zmianę powierzchni lasów netto, w jednostce tysiąc hektarów na rok. Zysk netto powyżej 500 oznaczono na mapie świata w Chinach. Zysk netto 250 - 500 oznaczono w krajach: USA, Alaska, Indie. Zysk netto 50 - 250 oznaczono w krajach: Hiszpania, Francja, Włochy, Rosja, Tajlandia, Iran i Turcja. Zysk netto około 50, mała zmiana, zysk lub strata, oznaczono w krajach: Kanada, większości krajów Europy Północnej, środkowej i wschodniej, krajów Afryki Północnej, Środkowej i Południowej, krajów środkowej i wschodniej Azji i Indonezji, kilku krajów Ameryki Południowej w północnej jej części. Stratę netto 50 - 250 oznaczono w krajach: Meksyk, kraje Ameryki Południowej w jej zachodniej części, większość krajów Afryki Środkowej i Południowej, Australia i Bangladesz. Stratę netto 250 - 500 oznaczono w krajach: Argentyna, Boliwia, kilka krajów Afryki Środkowej i Birma. Stratę netto powyżej 500 oznaczono w krajach: Brazylia i kilka krajów Indonezji. Wzrosty lasów netto występowały głównie w strefach umiarkowanych i borealnych. Największa utrata lasu wystąpiła w tropikach, szczególnie w Afryce i Ameryce Południowej.

Zmniejszanie się powierzchni leśnej w strefach tropikalnych i subtropikalnych zagraża światowej bioróżnorodności, ponieważ niszczeniu ulegają naturalne siedliska rzadkich gatunków zwierząt. Wycinka lasów to również zagrożenie dla pedosfery. Pozbawiona okrywy roślinnej warstwa gleby staje się bardziej podatna na degradację.

Wszystkie te fakty powinny uświadomić ludziom, jak istotne są wszelkie działania chroniące lasy na Ziemi. Las to nie tylko źródło surowców naturalnych, ale przede wszystkim ważny element systemu przyrodniczego. Nieprzeceniona jest jego rola w stabilizacji lub ograniczeniu globalnego ocieplenia.

Deforestacja - galeria zdjęć

R1HUwT40T2Xoh

Ilustracja przedstawia fragment lasu, który jest wypalany. Pośród drzew widoczna jest linia ognia. Nad lasem unosi się gęsty dym. W tle widoczne są góry.

R2OqypIZpo6GZ

Ilustracja przedstawia pozostałości spalonego lasu. Na brązowo - czarnej ziemi, wśród spalonych konarów drzew widoczne są kiełkujące, małe rośliny. W tle widoczne rosnące drzewa o grubym pniu i niewielkiej kornie.

RcltttXcA5bRW

Ilustracja przedstawia pole wyciętego lasu. Widoczna jest droga biegnąca przez środek pola oraz pozostałe resztki konarów drzew. W tle, na horyzoncie widoczny jest las.

R8t2uCH0sTYgM

Ilustracja przedstawia skupisko niskich palm olejowych. Mają gęste pędy w formie pióropuszu. Rosną przed lasem. W tle widoczne są wysokie drzewa.

RqOeExAK2Z76q

Ilustracja przedstawia gęsto rosnący las na dużym obszarze. Pomiędzy drzewami wytyczone zostały szlaki komunikacyjne. Z tych szlaków wycięto drzewa. Widoczne są długie pnie leżące na ziemi.

Działania ograniczające deforestacji

Ograniczanie negatywnych zmian środowiskowych powodowanych deforestacją wymaga skoordynowanych działań na wielu poziomach: lokalnym, krajowym i globalnym. Do najważniejszych działań należą:

• Wzmacnianie ochrony istniejących lasów – tworzenie nowych rezerwatów przyrody, parków narodowych i obszarów chronionych oraz skuteczniejsze egzekwowanie przepisów dotyczących ochrony lasów.

• Wdrażanie zrównoważonej gospodarki leśnej – pozyskiwanie drewna oraz innych surowców leśnych w sposób kontrolowany, zgodny z certyfikatami FSC i innymi międzynarodowymi standardami.

• Rekultywacja i zalesianie terenów zdegradowanych – prowadzenie programów ponownego zalesiania, zarówno wielkoobszarowych, jak i lokalnych, z wykorzystaniem rodzimych gatunków drzew zapewniających odbudowę bioróżnorodności.

• Promowanie alternatyw dla komercyjnych upraw monokulturowych – wspieranie agroleśnictwa, czyli łączenia upraw rolnych z leśnymi, oraz rozwijanie plantacji o mniejszym wpływie na środowisko.

• Wspieranie lokalnych społeczności – angażowanie ludności zamieszkującej tereny leśne w ochronę lasów przez wzmacnianie edukacji ekologicznej, poprawę warunków ekonomicznych oraz udział w zrównoważonych programach wykorzystania zasobów lasu.

• Ograniczanie zapotrzebowania na produkty prowadzące do wycinania lasów – wdrażanie polityk odpowiedzialnej konsumpcji i certyfikacji (np. oleju palmowego), zmniejszenie popytu na produkty pochodzące z terenów po wylesianiu.

• Zaostrzenie kontroli obrotu drewnem i produktami leśnymi – walka z nielegalnym wyrębem poprzez skuteczny monitoring (np. zdjęcia satelitarne) oraz systemy śledzenia pochodzenia drewna.

Podejmowanie tych działań istotnie przyczynia się do zatrzymania procesu deforestacji, zachowania różnorodności biologicznej oraz poprawy kondycji globalnych ekosystemów leśnych. Dodatkowo działania te wspierają walkę ze zmianami klimatu, ponieważ lasy są jednym z najważniejszych naturalnych pochłaniaczy dwutlenku węgla.