Perubahan iklim mengancam penyerapan karbon dioksida hutan secara global

Perubahan iklim berdampak pada hutan-hutan AS, terutama di wilayah barat, mengurangi pertumbuhan pohon dan menantang kemampuan hutan untuk bertindak sebagai penyerap karbon.

Perubahan iklim mengubah bentuk hutan secara berbeda di seluruh Amerika Serikat, menurut analisis terbaru dari data Dinas Kehutanan AS. Dengan meningkatnya suhu, meningkatnya kekeringan, kebakaran hutan, dan wabah penyakit yang berdampak pada pepohonan, para peneliti memperingatkan bahwa hutan di wilayah Amerika Barat akan menanggung dampak terberat.

Studi mengungkapkan kesenjangan regional dalam kesehatan hutan

Studi yang dilakukan oleh peneliti biologi di University of Florida, diterbitkan c. Aaron Hogan dan Jeremy W. Lichstein, di jurnal Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional. Studi ini menunjukkan adanya ketidakseimbangan regional dalam produktivitas hutan, yang merupakan ukuran utama kesehatan hutan yang mengukur pertumbuhan pohon dan akumulasi biomassa. Selama dua dekade terakhir, Amerika Serikat bagian barat, yang bergulat dengan dampak perubahan iklim yang lebih parah, telah menunjukkan penurunan produktivitas yang nyata, sedangkan Amerika Serikat bagian timur, yang mengalami dampak iklim yang lebih ringan, mengalami sedikit percepatan pertumbuhan.

Hutan sebagai penyerap karbon dan pengatur iklim

Hutan memainkan peran penting dalam mengatur iklim bumi, bertindak sebagai penyerap karbon yang menyerap sekitar 25% emisi karbon manusia setiap tahunnya. Namun, kemampuan mereka untuk menyimpan karbon bergantung pada keseimbangan antara dampak positif dan negatif perubahan iklim. Studi tersebut, yang menggunakan data inventarisasi hutan tingkat nasional, memodelkan tren dari tahun 1999 hingga 2020, menganalisis 113.806 pengukuran di hutan yang belum ditanami.

“Kami melihat perubahan kinerja hutan seiring dengan respons ekosistem hutan terhadap pemicu perubahan global, seperti pemupukan karbon dioksida dan perubahan iklim,” kata Hogan. “Keseimbangan masa depan dari faktor-faktor pendorong inilah yang akan menentukan kinerja hutan di tahun-tahun atau dekade mendatang.”

Pemupukan karbon dioksida dan pertumbuhan pohon

Beberapa faktor pendorong, seperti kekeringan dan patogen hutan, mempunyai dampak negatif terhadap produktivitas, namun faktor pendorong lainnya, seperti pemupukan karbon dioksida, diperkirakan mempunyai dampak positif. Fenomena ini menunjukkan bahwa peningkatan kadar karbon dioksida meningkatkan pertumbuhan tanaman FotosintesisHal ini menginspirasi para peneliti untuk melihat lebih dalam efeknya.

“Dinas Kehutanan AS telah memantau pertumbuhan dan kelangsungan hidup lebih dari satu juta pohon di seluruh Amerika selama beberapa dekade,” kata Lichtstein. “Kami tertarik untuk mengetahui apakah data mereka memberikan bukti peningkatan laju pertumbuhan pohon, seperti yang diperkirakan oleh hipotesis pemupukan CO2.”

Asumsi yang menantang mengenai penyimpanan karbon

Meskipun pertumbuhan pohon di Amerika Serikat bagian timur sejalan dengan ekspektasi, wilayah barat menunjukkan dampak iklim ekstrem yang melebihi tren pertumbuhan positif apa pun, sehingga menantang asumsi umum bahwa kapasitas hutan untuk menyimpan karbon akan terus meningkat.

“Studi kami menunjukkan bahwa proyeksi kenaikan iklim dan permukaan laut di masa depan mungkin terlalu optimis karena, pada kenyataannya, ekosistem cenderung menyimpan lebih sedikit karbon di masa depan,” kata Lichstein. “Berkurangnya penyimpanan karbon di ekosistem berarti lebih banyak karbon di atmosfer dan dengan demikian lebih banyak pemanasan dan percepatan perubahan iklim.”

Fluktuasi regional dan ambang batas iklim

Hasil penelitian ini juga menyoroti fakta bahwa perubahan iklim bukanlah sebuah kekuatan pemersatu, melainkan sebuah faktor dinamis yang mempunyai dampak spesifik pada wilayah tertentu. Studi ini menunjukkan bagaimana tingkat perubahan iklim dapat mendorong hutan melampaui titik kritisnya. Beberapa hutan sudah mendekati atau melampaui ambang batas iklim, menjadikannya sumber karbon, bukan penyerap yang menghilangkan karbon dari atmosfer.

“Penyerapan karbon ekosistem tidak dijamin bersifat permanen dan mungkin dapat dibalik karena perubahan iklim,” kata Lichtstein. “Pembalikan ini sudah terjadi di Amerika Serikat bagian barat, dan terdapat indikasi bahwa hal ini mungkin juga terjadi di wilayah lain yang terkena dampak kekeringan di dunia, seperti Amazon.”

Kita mungkin tergoda untuk mengaitkan kerugian dengan peristiwa ekstrem. Namun menurut para peneliti, produktivitas yang lebih rendah di Amerika Serikat bagian barat tidak dapat dikaitkan dengan peningkatan angka kematian pohon.

Penurunan pertumbuhan dan produktivitas pohon

“Kami banyak mendengar tentang kebakaran hutan di Amerika Serikat bagian barat, yang membunuh banyak pohon dan melepaskan karbon ke atmosfer,” kata Lichtstein. “Tetapi penelitian kami menunjukkan bahwa lebih banyak kehilangan karbon ekosistem di hutan bagian barat terjadi karena tingkat pertumbuhan pohon yang lebih rendah.”

Ketika pertumbuhan pohon melambat akibat dampak buruk perubahan iklim, termasuk berkurangnya curah hujan, penelitian ini menunjukkan bahwa tanpa peningkatan kebakaran hutan, simpanan karbon di hutan bagian barat akan terus melemah tanpa adanya tindakan segera untuk mengurangi emisi gas rumah kaca yang dihasilkan manusia.

“Kita harus memiliki hutan yang sehat dalam hal pengurangan emisi untuk memulihkan keseimbangan karbon global dan membatasi perubahan iklim,” kata Hogan.

Kebutuhan mendesak untuk melestarikan hutan dan mengurangi emisi

Pergeseran yang terjadi di hutan Amerika meningkatkan kekhawatiran mengenai ketahanan dan keberlanjutan hutan di masa depan. Para peneliti berharap temuan mereka menyoroti kebutuhan mendesak bagi pemerintah dan industri untuk bekerja sama mengurangi emisi gas rumah kaca dan mencapai emisi net-zero sesegera mungkin.

“Hasil kami menyoroti perlunya mengurangi emisi gas rumah kaca global,” kata Lichtstein. “Tanpa pengurangan emisi yang telah didesak oleh para ilmuwan selama beberapa dekade, penyerap karbon hutan kemungkinan besar akan melemah dan mempercepat laju perubahan iklim.”

Referensi: “Perubahan Iklim Menentukan Tren Produktivitas di Hutan AS” oleh J. Aaron Hogan, dan Grant M. Domke, Kai Zhou, dan Daniel J. Johnson, Jeremy W. Lichtstein, 16 Januari 2024, Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional.
doi: 10.1073/pnas.2311132121

Penelitian ini dikembangkan bersama Grant Domke dari Stasiun Penelitian Utara Dinas Kehutanan A.S., Kai Zhou dari Universitas Michigan, dan Dan Johnson dari Fakultas Kehutanan, Perikanan, dan Geomatika Universitas Florida.