Carbon Sequestration
Kuldioxidnivået i atmosfæren har steget fra preindustrielle nivåer på 280 deler per million til stede nivåer på 375 deler per million. Økningen i karbondioksidnivået skyldes i hovedsak en stadig voksende bruk av fossile brensler for energi. CO 2 -nivåene fortsetter å øke i atmosfæren, da det er en mange ganger økning i energiforbruket. Det har vært økende bevis på forstyrrelser i den globale karboncyklusen, og dette bidro til global oppvarming. Observerte endringer i temperatur, nedbør, snødekke, havnivå og ekstreme værforhold bekrefter at global oppvarming er en realitet.
Denne atmosfæriske oppvarmingen har blitt best forklart av drivhuseffekten. Dette er et fenomen hvor karbondioksid, vanndamp, atmosfærisk metan, nitrogenoksid, ozon og aerosoler feller mer varme fra solen, noe som gjør at jorden blir varmere. Karbondioksidet står for 60% av den totale drivhuseffekten.
Arrhenius (1859-1927) var den første som introduserte dette fenomenet som "hot house theory" som senere ble kjent som "drivhusteori" for å kvantifisere kvantitativt effekten av endringer i konsentrasjonen av atmosfærisk karbondioksid på klimaet. Etter hvert som global oppvarming har utviklet seg, har essensielle jordbaserte karbonfasker som skog og jord blitt konsekvent uthulet, nedbrytt og utarmet, noe som resulterer i redusert organisk innhold i jorden, redusert jordfruktbarhet og betydelige nedskæringer i produktiviteten.
Det er et økende globalt bevis for at nyere klimatiske og atmosfæriske trender allerede påvirker arter fysiologi, distribusjon og fenologi. Utvidelsen av artenes geografiske rekkevidde går fremover mot polene eller til høyere høyder. Utryddelsen av lokale befolkninger langs rekkevidde grenser ved lavere breddegrader eller nedre høyder utvikler seg.
Økende invasjon av opportunistiske, weedy og / eller konkurrerende mobile arter er tydelig. Progressiv avkobling - av artssammenheng for eksempel mellom planter og pollinatorer på grunn av mismatched fenologi - foregår.
Klimaendringene, hvis ikke redusert, vil skape store utfordringer. Pandey (2004) beskriver noen utfordringer. I tilfelle barn fører miljøendringer til respiratoriske sykdommer, solbrenthet, melanom og immunforsvar; klimaendringer kan direkte forårsake varmeneslag, drukning, gastrointestinale sykdommer og psykososial maldevelopment; og økologiske endringer utløst av klimaendringer kan øke mengden av underernæring, allergier og eksponering mot mykotoksiner, vektorbårne sykdommer som malaria, dengue, encefalitt og nye smittsomme sykdommer.
I tilfelle den unge befolkningen skaper miljøendringer helsefare som gjør dem uproduktive og forverrer fattigdom. Videre forårsaker klimaendringer i sammenheng med globale industrielle og politiske realiteter sjønivå og kystflom, forstyrrer monsun og nedbør, og utvider tørkeperioden.
Kyoto-protokollen til De forente nasjoners rammekonvensjon om klimaendring, i 1997, realiserte dette som et katastrofalt problem og foreslo karbonbestemmelse for å kontrollere nivåene av grønne husgasser i atmosfæren. Dette viser at store endringer er påkrevd i måten vi produserer og bruker energi til å kontrollere CO2-utslipp.
Viktige måter å håndtere karbon på, bruker energi mer effektivt for å redusere behovet for en stor energi- og karbonkilde og økt bruk av kullstoff og karbonfri brensel og teknologier som atomkraft eller fornybare kilder som sol, vind og biomasse energi. Etter utslipp av karbon i atmosfæren er kullsekvestrasjonsprosessen en viktig metode for å kontrollere karbonnivåer i atmosfæren.
Kullsekvestrasjon er prosessen med å ta vare på karbondioksidutslipp og lagre dem i underjordiske geologiske formasjoner. Olje- og gassreservoarer, uendelige kullsømmer og dype saltvannreservoarer), terrestrisk biosfære (i skoger, avlinger og jordbruksmarker og i våtmarker) eller dypt i havene slik at oppbygging av karbondioksidkonsentrasjon i atmosfæren vil redusere eller avta.
Denne prosessen dekker hele livscyklusen for fangst, separasjon, transport og lagring eller gjenbruk, samt evne til å måle og overvåke mengden av lagret karbondioksid. Dette oppnås ved å opprettholde eller forbedre naturlig prosess eller ved å utvikle nye teknikker for å avhende karbon.
Geovitenskapsforskning relatert til forståelse av geofysikk og geokjemi av potensielle reservoarer som er egnet for underlagseksponering av karbondioksid er et alternativ for å sekvestrere karbon i underjordiske geologiske repositorier. Måter å identifisere for å forbedre karbonbestemmelsen av den jordiske biosfæren gjennom karbondioksidfjerning fra atmosfæren ved vegetasjon og lagring i biomasse og jord, er uunngåelig for å forbedre den naturlige terrestriske syklusen.
Kullsekvestrasjon i havene er et annet viktig hensyn for å øke netto-opptaket fra atmosfæren ved befruktning av fytoplankton med næringsstoffer, og injisering av karbondioksid til havdybder større enn tusen meter.
Det siste konseptet for karbonadministrasjon er sekvensering av mikrober som produserer brensler som metan og hydrogen eller hjelpemiddel i karbonfiksering, for å tillate en evaluering av deres potensielle bruk for å produsere brensel fra fossile brensler eller biomasse eller avfallsprodukter.
Terrestrisk karbonbestemmelse er en viktig tilnærming til å redusere klimagasser. Skoger, trær og annen vegetasjon tjener som jordbaserte karbonstrømpe for å absorbere utslipp av karbondioksid og redusere klimaendringene. Total overjordisk biomasse i verdens skoger er 421 × 10 9 tonn fordelt over 3 869 millioner hektar.
Av dette er 3 682 × 10 6 hektar eller 95% naturlig skog og 187 × 10 6 hektar eller 5% er plantasjeplass. Skogene inneholder 100 m 3 ha -1 (kubikkmeter per hektar) trevolum og 100 t ha -1 (tonn per hektar) trebiomasse. De lagrer 1.200 GtC i vegetasjon og jord globalt. Kull i skog utgjør 54% av de 2 200 Gt av det totale karbonbassenget i jordbaserte økosystemer.
De sekvestrerer 1 til 3 GtC årlig gjennom den kombinerte effekten av gjenbosetting, regenerering og forbedret vekst av eksisterende skoger, og kompenserer de globale karbondioksidutslippene fra avskoging. I India er mengden karbon lagret i jord, 23, 4-27, 1 Gt eller 1, 6 til 1, 8% av karbonet lagret i verdens jord. Totalt estimert biomasse av skog er over gjennomsnittet og undergrunnen 6, 865, 1 og 1, 818, 7 millioner tonn, henholdsvis 79 og 21% til den totale biomassen.
Den direkte fjerning av karbondioksid fra atmosfæren utføres gjennom endring av arealbruk, avplantning, gjenplanting, havgjødsel og landbrukspraksis for å forbedre jordkullet. Fossile brensel var samtidig biomasse og fortsetter å lagre karbonet til det ble brent. Trær og planter absorberer karbondioksid, slipp oksygen og lagre karbonet.
Skogen eller andre naturlige systemer har muligheten til å "synke" eller lagre karbon og hindre at det samles i atmosfæren som karbondioksid. Forhøyede nivåer av karbondioksid øker vekstraten og øker mengden av nitrogen fast symbiotisk i leguminøse planter som Acacia-arter, og dette gir en mulighet til å planlegge for en artsblanding som maksimerer veksten av multifunksjonelle plantasjer.
Trær i fattige jordformer gir bedre respons på forhøyede nivåer av karbondioksid, og det ville være en nyttig strategi å ty til storstilt restaureringsinnsats i forringede skoger og ødemark som et alternativ for reduksjon av klimaendringer på kort sikt. Jordbrukssystemer for multifunksjonelle skoger som er i stand til å oppfylle økologiske, økonomiske og sosiale funksjoner, foreslås for å øke kullsekvestrasjonen og for landskapets kontinuum.
Skog økosystem har potensial til å fange opp og beholde store mengder karbon i lange perioder som trær absorberer karbon gjennom fotosyntese prosess. En ung skog, når den vokser raskt, kan sekvestere relativt store mengder ekstra karbon som er omtrent proporsjonal med skogens vekst i biomasse. En moden skog fungerer som et reservoar og holder store mengder karbon, selv om det ikke opplever netto vekst, og dermed har skogsforvaltningen innflytelse på karbonfiksering.
Å redusere avskogning, utvide skogsdekselet, utvide skogsbiomassen pr. Arealområde og utvide oppførelsen av langlivede treprodukter er noen av aktivitetene for å overbevise det globale samfunnet om å realisere karbonekvestrasjonspotensialet i skogsøkosystemene.
Jordsmonn gir et betydelig reservoar for organisk karbon, som lagrer dobbelt så mye som atmosfæren og tre ganger så mye som planter. Anvendelse av store mengder biomasse til jord og forbedring av effektiviteten i vann og næringsstoffer øker jordens organiske karbonkonsentrasjon. Jordbrukspraksis som mulchoppdrett, bevaringsbearbeiding, bruk av kompost og gjordgjødsel, avlinger, agroforestry systemer og anvendelse av bio-faste stoffer har en viktig rolle i å legge biomasse til jorden.
Graden av jordforstyrrelser gjennom jordbearbeiding har negativ innvirkning på jordaggregering, forverrer restnedbrytning og reduserer den ultimate oppbevaring av karbon i jorda. Jordbruk uten jordbruk er et livskraftig alternativ som gjør at bønder kan dyrke avlinger økonomisk, samtidig som det reduserer erosjon og forbedrer både kvantitet og kvalitet av jordens organiske materiale.
Fly aske, rester fra brennende lavkull i generatorer, og kloakkslam produseres i enorme mengder i de fleste landene. Disse to avfallsmaterialene deponeres stort sett ubehandlet direkte i vannsystemene; Dette resulterer i siltasjon, oversvømmelse og forurensing av vannkilder.
Miljø-, økonomiske og sosiale kostnader knyttet til avfallshåndtering er betydelige, og disse kostnadene vil fortsette å øke etter hvert som befolknings- og næringsvirksomheten vokser. Bruken av avfallsmengder er en viktig tilnærming til å forbedre jordens fruktbarhet og struktur og øke overlevelses- og vekstraten til plantearter, spesielt skogholdige stauder og gress. Som avfall genererer kontinuerlig, er dette et potensielt middel for å behandle jordsykdom.
Mitra et al (2005) forklarte rollen av våtmarker i global karbon syklus. Våtområder kan påvirke atmosfærisk karbon syklus på fire forskjellige måter. For det første er mange våtmarker, spesielt boreale og tropiske torvmarker, svært labile karbonreservoarer; de kan slippe karbon dersom vannnivået senkes eller jordadministrasjonspraksis resulterer i oksydasjon av jord.
Økende temperaturer kan smelte permafrost jord og avgir metanhydrater fanget av disse våtmarkene. For det andre kan mange våtmarker fortsette å sekvestrere karbon fra atmosfæren gjennom fotosyntese ved våtmarksplanter og påfølgende karbonakkumulering i jorda. For det tredje er våtmarker intrisk involvert i horisontale karbontransportveier blant forskjellige økosystemer.
De er tilbøyelige til å fange karbonrike sedimenter fra vannkilder, men kan også frigjøre oppløst karbon gjennom vannstrømning i tilgrensende økosystemer. Disse horisontale veiene kan påvirke både sekvestrasjon og utslipp av karbon. For det fjerde produserer våtmarksmetaller metan, som regelmessig slippes ut i atmosfæren selv i fravær av klimaendringer.
De avgir mer enn 10% av metanets globale kildestyrke som et resultat av de anoxiske forholdene som oppstår i deres oversvømmede jord og deres høye primærproduksjon. Drenering av våtmarker under ombygging til jordbruk eller skogbruk reduserer metanutslippene til null og til og med bruker små mengder metan fra atmosfæren.
Klimaendringene vil trolig påvirke våtmarkenes evne til å avgi metan og å kile ut karbon. Økt karbondioksid i atmosfæren vil resultere i høyere primærproduktivitet i de fleste, om ikke alle, våtmarker. Kuldioxidgjødsel av atmosfæren kan forbedre stående lager av karbon i andre økosystemer.
Våtmark risfelt produserer mer enn metan under høyere kullsyre eksponering. Økte temperaturer kan føre til økt evapo-transpirasjon og kan dermed redusere grunnvann og overflatevann i mange våtmarker. Derfor øker CO2-reserver i våtmarker i sammenheng med klimaendringer i samsvar med å redusere klimagassutslipp fra våtmarkene og gjenopprette CO2-reserver. Beskyttelse av våtmarkene er en praktisk måte å beholde eksisterende karbonreserver på, og dermed unngå utslipp av karbondioksid og klimagasser.
I India ble det utført en inventar av våtmarkene i 1990 av Miljø- og skogsdepartementet, og denne undersøkelsen viser at ca 4, 1 millioner hektar er dekket av våtmarker i ulike kategorier. I tillegg okkuperer mangroves-kystnære våtmarker et område på ca 6.740 km.
Med hensyn til viktigheten av våtmarker i global karbon syklus og andre bruksområder, førte regjeringen ut en kystreguleringssonevarsling i 1991 som forbyder utviklingsaktiviteter og avhending av avfall i mangrover og korallrev. Femten mangroveområder er identifisert for intensiv bevaring.
Sequestering karbon er en vinn-vinn-strategi for landbruk og miljø. Det bidrar til å redusere globale klimaendringer ved å lagre karbondioksid i jord. Jordredskapstiltak øker biomasseproduksjonen. Sequestration forbedrer jordkvaliteten og landbruksproduksjonen. Konserveringspraksis som kolliderer karbon, øker samtidig vannkvaliteten ved å bidra til å redusere avstrømning eller ikke-punktkildeforurensning.
Seneviratne (2002) tok en annen dimensjon til karbonfiksering og foreslo noen viktige aktiviteter for karbonfiksering. UNDP forutslo at den globale oppvarmingen ville redusere kornproduksjonen, og dette ville igjen føre til videre konvertering av naturlige økosystemer til agroekosystemer. I virkeligheten vil det bli prioritert å plante matavlinger i stedet for å plante trær.
Med landbruksutvidelsen vil karbonvask forårsaket av forsettlige tiltak ikke bidra til nok til karbonfiksering. Jordfunnspåføring er derfor et levedyktig alternativ for å øke karbonvaskefastheten i jordbruksområder og i skogens trær for mer produktivitet. Foliar påføring av næringsstoffer til skogsdekkene ved hjelp av fly er et annet alternativ for å forbedre karbonvask fordi det har flere fordeler.
Det er viktig for effektiv bruk av næringsstoffer for å øke effektiviteten av næringsmiddelbruk av planter, og unngå næringsbegrensninger. Det bidrar til å bevare jordkarbonbutikker ved å bremse mikrobiell nedbrytning over direkte jordpåføring av næringsstoffer. Det forhindrer avbrudd forårsaket av kullomsetning for å plante kullsekvestrasjon.
Sahrawat (2003) forklarte betydningen av uorganisk karbon i sekvestrerende karbon i jord i tørre områder. Jord i tørrområder i tropene inneholder lave reserver av organisk materiale og plantenæringsstoffer. Jordkarbonbassenget sammensatt av organisk og uorganisk karbon er avgjørende for at jorda kan utføre sin produktivitet og miljøfunksjoner, og spiller en viktig rolle i den globale karboncyklusen.
Kalsiumkarbonat er et vanlig mineral i jordens tørre områder og spiller en dominerende rolle i å modifisere de fysiske, kjemiske og biologiske egenskapene og oppførselen til plantenæringsstoffer i jorda. De tørre og halvtørre områdene dekker over 50% av det totale geografiske området i India. Jordene i disse områdene er kalkholdige i naturen og inneholder 2 til 5 ganger mer jord uorganisk karbon enn jordorganisk karbon i det øverste 1 m jordlaget.
Jordorganisk karbonbasseng består av primære uorganiske karbonater eller litogene uorganiske karbonater og sekundære uorganiske karbonater eller pedogene uorganiske karbonater. Sekundære karbonater dannes ved oppløsning av primære karbonater og gjenfelling av forvitringsprodukter. Reaksjonen av atmosfærisk karbondioksid med vann og kalsium og magnesium i jordens overste jord, utløp i undergrunnen og etterfølgende gjenfelling resulterer i dannelse av sekundære karbonater og ved oppslemming av atmosfærisk karbondioksid.
Det pedogene uorganiske karbon dannet fra ikke-karbonatmateriale er en vaske for karbon og fører til karbonfiksering mens den som er dannet av kalkholdig materiale, kanskje ikke er involvert i karbonfiksering i jorden. Dette antyder at oppløsning av karbonater og utvasking i jordprofilen kan føre til karbonfiksering. Utvasking av bikarbonater i grunnvannet er en viktig mekanisme for jord-uorganisk karbonfiksering.
Forbedret primærproduktivitet av vegetasjonen og vedtak av saltstyringsbekjempende tiltak som involverer bruk av gips og organiske endringer, kan føre til utvasking av kalsiumbikarbonat i profilen under vanning. det ville resultere i å kollimere karbon og forbedring av saltbehandlede jordarter.
Sequestration av uorganisk karbon i jord har implikasjoner når grunnvann umettet med kalsiumbikarbonat brukes til vanning. Aridity i klimaet regnes for å være ansvarlig for dannelsen av pedogent kalsiumbikarbonat, og dette er en omvendt prosess for forbedringen i organisk karbon i jord.
Økning i karbonbestemmelse via jordorganisk karbonforbedring i jorda vil indusere oppløsning av naturlig kalsiumkarbonat, og det er utvasking som resulterer i uorganisk karbonkonsentrasjon av jord. Det er behov for å forstå rollen av uorganisk karbonkonsentrasjon i jord i karbonfiksering for å øke karbonmassen i fattige og nedbrytte kalkholdige jordarter i de tørre og halvtørre områdene og motvirke drivhuseffekten.
Utviklingsverdenen foreslås å være ansvarlig for de fleste av de seneste skovdestinasjonene og skogbrann-indusert karbondioksidutslipp. Dette er sant lokalt, men hvis det er helhetlig sammenlignet med utslipp på grunn av nåværende og historisk arealbruk og fossilt brenselutslipp i tempererte breddegrader, er utslipp i utviklingsverden svært liten.
Det meste av den menneskelige modifikasjonen av landskapet de siste århundrene har skjedd i de tempererte breddegrader som konverterer skog og gressområder til svært produktive avlinger og beite som gir stor mengde karbondioksid i atmosfæren. Nylige studier tyder på at skogsdekningens situasjon i tropiske breddegrader ikke er dårlig.
India er mer sårbart for klimaendringene enn sine utviklede kolleger, da det mangler ressurser til å tilpasse seg de konsekvensmessige endringene. Videre er menneskers helse og sosioøkonomiske systemer mer sårbare i sammenheng med begrensede landressurser i landet. Kullsekvestrasjon er det mest levende og levedyktige alternativet for å reversere dagens tilstand av ulike land og økosystemressurser.
India beveger seg med politikk og programmer for å oppnå det nasjonale skogspolitiske målet om 33% skogs- / tredekke ved å ha totalt 109 millioner hektar areal under treet, ut av det totale 328 millioner hektar geografiske området i landet. Eksisterende skogsdekning i India er for tiden 67, 83 millioner hektar, og i tillegg eksisterer det allerede 16 millioner hektar skogsdekning utenfor skogene.
Samlet sett er det totale arealet under skog / tre dekke 79, 73 millioner hektar. Ytterligere 29, 27 millioner hektar areal skal bringes under tre dekker for å oppnå 33% grønn dekning. Videre vil rundt 31 millioner hektar ut av 63, 73 millioner hektar trenge restaurering for å øke produktiviteten til nedbrytte skoger og 29 millioner hektar, tredekk kan etableres gjennom plantasjer på ikke-skogsområder og agroøkosystemer.
I alt foreslås 60 millioner hektar land i India å bli skogplantert / omplantert i tiden fremover. Disse aktivitetene forventes å sekvestrere ekstra karbon mellom 83, 2 millioner tonn karbon og 202. 67 millioner tonn karbon årlig og sikkert er de avgjørende for reduksjon av klimaforandringer for å opprettholde normale konsentrasjoner av atmosfæriske gasser.
