A new Israeli study found that low density in forest plots helps trees fix more carbon dioxide and thus contribute to the fight against the climate crisis
By Yael Mor, Angle, Science and Environment News Agency
המנהג המזוהה ביותר עם חג ט"ו בשבט הוא כמובן נטיעת עצים: מדי שנה, יוצאים המוני ישראלים לנטוע שתילים צעירים ברחבי המדינה כסמל להתחדשות ולצמיחה. בשנים האחרונות נוספה משמעות נוספת למנהג – המאבק במשבר האקלים.
Trees, and forests in particular, are a very important factor in curbing the climate change process due to their ability to fix atmospheric carbon and store it for a long time in the tree trunk and branches. As a result, many initiatives and campaigns have been launched in recent decades that set themselves the goal of planting Billions of trees all over the world. In Israel, the afforestation efforts resulted in the planting of hundreds of millions of trees: the Kimat Israel Foundation alone has planted since its establishment About 240 million trees והתחייבה לנטוע עוד כ-6 מיליון עצים בעשור הקרוב ובמסגרת תכנית "מיליארד העצים" של האו"ם (UNEP).
כעת, לפי ממצאי מחקר חדש של מכון ויצמן למדע בשיתוף קק"ל, נראה כי בחלקות יער בעלי צפיפות גבוהה קצב הצמיחה וקצב קיבוע הפחמן של העצים אטי לעומת אלו בעלי הצפיפות הנמוכה, מה שמעלה את השאלה – הייתכן שביערות ישראל יש יותר מדי עצים?
The dry forest in Israel
"יער ירוק וצפוף קוסם לנו", אומר ד"ר תמיר קליין מהמחלקה למדעי הצמח והסביבה במכון ויצמן למדע, ממובילי המחקר, "אבל צפיפות גבוהה מדי גורמת לתחרות חזקה בין העצים ולעיכוב בגדילה. כל שכן בתנאי האקלים היבשים בישראל: משום שאין הרבה גשמים לפעמים העצים מתחרים על המים – תרחיש בו תמיד יש מנצחים ומפסידים".
המחקר התחיל לפני כ-11 שנה, ביער יתיר שבנגב, היער הנטוע הגדול ביותר בישראל המאכלס בעיקר אורנים, שנמצא מדרום להר חברון וממזרח ליישוב מיתר. "למעשה, זהו היער היבש ביותר בישראל", אומר קליין.
In 2010 Extensive tree mortality was observed in the Yatir forest. According to estimates, around 50 dead trees were identified throughout the forest, after a year of severe drought (2009), in which the Israeli water system reached its worst crisis 85 years ואזור הנגב הוכרז כאזור נפגע בצורת. "אחת מהשאלות שעלו הייתה מה היה קורה אם היו פחות עצים: אולי היו יותר מים לכל עץ, ואולי שיעור ההישרדות היה עולה, ומכאן הגענו לשאלה של המחקר שלנו – מהי הצפיפות המיטבית של יער?" אומר קליין.
לדברי קליין, הצפיפות הכללית שרואים ברוב יער יתיר היא 30 עצים לדונם. "בהובלת Prof. Dan Yakir מהמחלקה למדעי כדור הארץ וכוכבי הלכת במכון ויצמן למדע, עשינו ניסוי של דילול: הגענו לחלקות, סימנו אותן וכרתנו חלק מהעצים כדי לרווח וכדי לייצר צפיפויות שונות. הורדנו באופן יזום בחלק מהחלקות את מספר העצים ל-20 עצים לדונם ובחלק הורדנו ל-10. רצינו לראות איך זה ישפיע על העצים הנותרים".
To measure the effect, the researchers installed sensors on the trees that measure the diameter of the trunks, and measured photosynthesis rates using closed measuring cells that measure the concentration of carbon dioxide. In addition, they measured other parameters such as the regeneration of the forest - the amount of pine sprouts, germination and the number of seedlings.
"כבר בשנה הראשונה אחרי שכרתנו עצים בצורה מבוקרת, הדבר הראשון שראינו זה שהעצים שהשארנו 'נשמו לרווחה': קצב הגידול שלהם הוכפל ואפילו שולש", אומר קליין. "זו תופעה שרואים הרבה פעמים ושמתרחשת משום שעצים מתחרים אחד עם השני על המים ועל האור".
Competition for light
לפי קליין, היה ניתן לצפות שהסרת התחרות תגדיל את אספקת המים לעצים הנותרים. אולם, שילוב המדידות עם מודל אקו-הידרולוגי של פרופ' נעמי טייג מאוניברסיטת קליפורניה, הראו שדווקא התחרות על האור היא הגורם הראשי להצלחת הדילול: ללא העצים השכנים שהצלו עליהם, הצליחו העצים הנותרים להגביר את קצב קיבוע הפחמן ולגדול מהר יותר.
לפי קק"ל, the forests in Israel absorb about one million tons of carbon per year (equivalent to 3.7 tons of carbon dioxide): carbon fixation is part of the photosynthesis process, in which algae and plants use solar energy, water and carbon dioxide to produce sugars and carbohydrates. Carbon fixation by terrestrial and marine photosynthetic organisms is also the main process in the world today that reduces the levels of carbon dioxide in the atmosphere and slightly balances the steep increase in the concentration of carbon dioxide due to human activity, primarily the burning of fossil fuels.
במחקר, ראו החוקרים כי קוטר גזעי העצים בחלקות המדוללות גדל יותר מאלו שבחלקות הצפופות וכמו כן ראו כי המחטים שלהם היו ארוכות יותר – סימן מובהק לקיבוע פחמן מוגבר. "ראינו שהסיבה לגידול המוגבר בחלקות המדוללות היא שאין להם עצים שכנים שמצלים עליהם. כלומר, הם מוארים בחלקים ארוכים יותר מהיום ובגלל זה עושים פוטוסינתזה מוגברת ומצליחים לקבע יותר פחמן", אומר קליין.
מלבד המדידות של קוטר גזע העצים ואורך העלים, מדדו החוקרים את קיבוע הפחמן גם באופן ישיר "מדדנו בעזרת מכשיר שנסגר על העלים את כמות הפחמן שהם שואבים מהסביבה ומקבעים. נעזרנו בסוג של תא מדידה שסוגר את הפחמן בסביבת העלה ובו חיישן אינפרה- אדום שיכול לספור מולקולות של פחמן דו-חמצני. ברגע שהכנסנו את העלים החיים – כלומר, העלים שנשארו מחוברים לעץ – לתא המדידה, החיישן הראה שהפחמן הדו-חמצני הולך ואוזל בקצב מהיר. ראינו שקצב הצריכה של הפחמן היה גבוה יותר בחלקות המדוללות מאשר באלו הצפופות".
Trees are stronger
אל יער יתיר חזרו החוקרים מדי שנה במהלך 11 השנים האחרונות, במסגרת ניסוי שבוצע כחלק מרשת תחנות מחקר אקולוגי ארוך-טווח (LTER). "אנחנו יכולים להגיד שגם אחרי 11 שנה, התופעה רק הולכת ומתעצמת. היום כבר נפתח פער בין העצים שנמצאים בחלקות המדוללות לבין העצים שגדלים בחלקות הצפופות – בחלקות הדלילות העצים הרבה יותר חזקים מהעצים בחלקות הצפופות".
אז האם צריך להתחיל לכרות עצים? נדמה שאפשר לחכות רגע עם הגרזנים. החוקרים אמנם מצאו את צפיפות היער המיטבית, אך נכון להיום לא ניתן ליישם את המלצתם לדילול היערות הקיימים. "אנחנו ממליצים לקק"ל לדלל חלקות, אבל לוגיסטית זה מאוד יקר ומסובך ליישום", אומר קליין. "היערות בישראל לאו דווקא קרובים לכבישים ובשביל לדלל אותם צריך לשלוח אנשים לתוכם עם מסורים ואחר כך להוציא את הגזע הכרות – זו אופרציה מסובכת".
In the case of new plantings, the researchers recommend not planning them too densely and taking into account the effect of density on tree health, so that the new trees have more space and resources to grow, thrive, fix more carbon and help mitigate the climate crisis.
More of the topic in Hayadan:
