ดินในเมืองปล่อยก๊าซคาร์บอนไดอ็อกไซด์มากอย่างน่าประหลาดใจ
ท่ามกลางป่าคอนกรีตใจกลางเมืองใหญ่ การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนใหญ่เกิดจากเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ถูกเผาไหม้จากมวลอันหนาแน่นของรถยนต์และอาคารต่างๆ อย่างไรก็ตาม ขณะนี้นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยบอสตันได้แสดงให้เห็นว่า บริเวณเขตเมืองใหญ่ที่รายล้อมเมืองหลวงอยู่นั้น รากต้นไม้และการสลายตัวของวัสดุอินทรียสารในเนื้อดินสามารถปล่อยก๊าซคาร์บอนไดอ็อกไซด์จำนวนมหาศาลได้อย่างคาดไม่ถึง ซึ่งเรียนกระบวนการนี้ว่า ‘การหายใจของดิน’
แท้ที่จริงแล้ว การวิเคราะห์ก๊าซคาร์บอนไดอ็อกไซด์ที่ถูกปล่อยจากการหายใจของดินบริเวณ 15 แห่งทั่วนครบอสตันทำให้นักวิทยาศาสตร์ของมหาวิทยาลัยบอสตันค้นพบว่า ระหว่างฤดูแห่งการเจริญเติบโต การปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากเนื้อดินอาจกระทบต่อเชื้อเพลิงฟอสซิลในพื้นที่อยู่อาศัยอันหนาแน่น การศึกษาครั้งแรกในขนาดกว้างใหญ่เช่นครั้งนี้เกี่ยวกับก๊าซคาร์บอนไดอ็อกไซด์จากดินของเขตเมือง บูรณาการแบบจำลองอันเป็นหนทางการแก้ไขปัญหาระดับสูงของทั้งการหายใจของดินและการปล่อยก๊าซจากเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ใช้กันในเขตเมือง โดยการวิจัยสามารถช่วยปรับปรุงการประเมินโปรแกรมการดำเนินการต่างๆ เกี่ยวกับสภาพอากาศ
“การที่อยู่ติดกันกับป่าคอนกรีตใจกลางเมือง นอกจากจะทำให้เราได้รับการปล่อยก๊าซจากเชื้อเพลิงฟอสซิลจำนวนมากและไม่มีเนื้อดินแล้ว เรายังมีเขตที่อยู่อาศัยจำนวนมากมายที่มีการปล่อยก๊าซจากเชื้อเพลิงฟอสซิลระดับที่น้อยกว่าโดยมีเนื้อดินมากมาย” สตีเฟ่น เดซิน่า กล่าว
สตีเฟ่น เดซิน่า เป็นนักศึกษาระดับดุษฏีบัณฑิตและเป็นผู้เขียนหลักของงานตีพิมพ์ในวารสาร Environmental Pollution “ตลอดช่วงฤดูแห่งการเติบโต การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดอ็อกไซด์จากการหายใจของดินคิดเป็นร้อยละเกือบ 75 ของการปล่อยก๊าซจากเชื้อเพลิงฟอสซิลในบริเวณเหล่านั้น บางแห่งอาจมีจำนวนร้อยละดังกล่าวที่สูงกว่าของการปล่อยก๊าซของเชื้อเพลิงฟอสซิลเสียอีก”
“การเปลี่ยนแปลงต่างๆ เชิงชีววิทยามีขอบเขตใหญ่กว่าที่เราจะคาดคิด” ลูซี่ ฮูไทร่า กล่าว เธอดำรงตำแหน่งรองศาสตราจารย์ด้านโลกและสิ่งแวดล้อม และผู้ประพันธ์ร่วมของงานตีพิมพ์ดังกล่าว “เมื่อเราพยายามเฝ้าดู พิสูจน์ว่าเป็นจริง และลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในเขตเมืองใหญ่ลง เราจำเป็นต้องให้ความใส่ใจกับสิ่งเหล่านี้”
เดซิน่าและเพื่อนร่วมงานของเขาทำการวัดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดอ็อกไซด์จากจำนวนดินผืนเดียวกันจากเขตนครบอสตันทุกๆ สองสัปดาห์ระหว่างฤดูแห่งการเติบโต ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่การปล่อยก๊าซมีระดับสูงสุดและการวัดผลจะไม่ได้รับการรบกวนจากหิมะที่ตกลงมา
“เราพบว่าอัตราเฉลี่ยของก๊าซคาร์บอนไดอ็อกไซด์ที่ออกมาจากผืนดินมีระดับสูงมากที่สุดในบริเวณที่มีภูมิทัศน์ เช่น สวน บริเวณที่มีหญ้า และมีระดับน้อยที่สุดในป่าเขตเมือง” เขากล่าว
โดยทั่วไปอัตราการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดอ็อกไซด์สะท้อนระดับที่มนุษย์ให้การแทรกแซงในแต่ละพื้นที่ “คนเรามักจะจัดการกับดอกไม้มากกว่าการจัดการสนามหญ้า และมักปล่อยป่าเขตเมืองไว้เฉยๆ” เดซิน่าชี้ให้เห็น
“เมื่อคนเรากลบหน้าดินด้วยพืชอื่นๆ หรือลงปุ๋ยในสนามหญ้า คนกำลังเพิ่มก๊าซคาร์บอนไดอ็อกไซด์ซึ่งสลายตัวอย่างมาก ที่มีรสชาดดีและมีความสดใหม่ซึ่งจุลชีพของดินนำไปใช้ได้” พาเมล่า เทมเพลอร์กล่าว เธอเป็นรองศาสตราจารย์ด้านชีววิทยา “การกระทำเช่นนี้เป็นการกระตุ้นการเติบโตของจุลชีพและการสูญเสียก๊าซคาร์บอนไดอ็อกไซด์จากเนื้อดินในเขตเมืองไป”
นักวิทยาศาสตร์หลายรายเน้นว่าพวกเขาไม่ได้แนะนำให้ชาวเมืองหยุดการกลบหน้าดินด้วยพืชอื่นๆ หรือหยุดการลงปุ๋ยในสนามหญ้า หากแต่การศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นจุดสำคัญที่ว่า อัตราการหายใจระดับสูงของดินมีความสัมพันธ์กับกิจกรรมต่างๆ เหล่านี้
การค้นพบของนักวิทยาศาสตร์กลุ่มนี้จะช่วยในการประเมินโปรแกรมการดำเนินงานเกี่ยวกับสภาพอากาศ เช่น Boston’s Greenovate ซึ่งมุ่งที่จะลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากเมืองใหญ่เช่นนครบอสตัน “การศึกษาที่พึ่งพาการวัดผ่านระบบดาวเทียมที่มีต่อก๊าซคาร์บอนไดอ็อกไซด์ ไม่สามารถแยกแยะระหว่างการปล่อยก๊าซจากน้ำมือของมนุษย์และจากระบบชีววิทยาได้ ในขณะที่การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงของก๊าซคาร์บอนไดอ็อกไซด์จากเนื้อดินต่างๆ ซึ่งมาจากระบบชีววิทยา (จุลชีพและรากไม้) นั้น สามารถก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดอ็อกไซด์จำนวนมหาศาลจากเมืองใหญ่อย่างนครบอสตัน” เทมเพลอร์กล่าว
“หากคุณสันนิษฐานว่าการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดอ็อกไซด์ทั้งหมดในเขตเมืองใหญ่มาจากแหล่งต่างๆ ที่เป็นน้ำมือของมนุษย์ เช่น รถยนต์หรืออาคารต่างๆ และคุณไม่นำสิ่งที่ดินกำลังผลิตอยู่เข้าสู่การพิจารณาด้วย เท่ากับว่าคุณไม่มีข้อมูลที่ถูกต้องในการประเมินว่าแผนงานด้านสภาพอากาศของคุณจะลดการปล่อยก๊าซได้จริงหรือไม่” เดซิน่ากล่าว
“เป็นเวลานานแล้วที่เรามักคิดว่าระบบชีววิทยาไม่มีผลต่อเขตเมืองใหญ่ มันคงมีผลน้อยมากๆ” ฮูไทร่ากล่าว “หากแต่พวกเราชี้ให้เห็นว่าแหล่งทางชีววิทยามีผลต่อจำนวนก๊าซคาร์บอนไดอ็อกไซด์อย่างมาก” ทีมวิจัยของมหาวิทยาลัยบอสตันอยู่ในขั้นตอนของการวิเคราะห์การไหลตัวของไนโตรเจนในเขตเมืองที่ผลิตโดยรถยนต์ โรงงาน และฟาร์ม ในอัตราสูงด้วยมวลน้ำฝนหรือหิมะและอนุภาคในอากาศ “ไนโตรเจนเป็นโภชนาการสารอาหารที่มีอย่างจำกัด” เทมเพลอร์กล่าว “ไนโตรเจนจำนวนเพียงเล็กน้อยจากน้ำฝนช่วยให้ต้นไม้ (ไม่ว่าจะอยู่ในสวนตกแต่งหรือในผืนป่า) เติบโตมากขึ้น หากแต่ไนโตรเจนที่มากจนเกินไปก็อาจเป็นสิ่งไม่ดีสำหรับดิน ทางน้ำไหล และสุขภาพของผู้คน”
ในระดับที่กว้างกว่า กลุ่มนักวิจัยเหล่านี้กำลังตั้งคำถามว่าระบบนิเวศวิทยาของเขตเมืองต้องการให้นักวิทยาศาสตร์คิดใหม่อีกครั้งเกี่ยวกับแบบจำลองแต่ดั้งเดิมเรื่องการไหลเวียนของไนโตรเจนหรือไม่
“ต้นไม้ในเขตเมืองใหญ่มีกิจกรรมที่น้อยหรือมากกว่าต้นไม้ที่อยู่นอกเขตเมืองหรือไม่” ฮูไทร่าถามขึ้น “ที่กล่าวกันว่าต้นไม้เขตเมืองใหญ่เติบโตขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ต่างกันมาก ได้รับก๊าซคาร์บอนไดอ็อกไซด์มากกว่า มีอุณหภูมิที่อบอุ่นกว่า มีไนโตรเจนเหลือเฟือ มีสุนัขมากมาย มีเกลือบนถนน ท่อน้ำรั่วไหลในท่อระบาย และมีโภชนาการสารอาหารทุกชนิด มีโอโซน ผู้คนตัดกิ่งไม้กัน รวมกระทั่งถึงการจัดการที่ตั้งใจโดยตรงและโดยไม่ตั้งใจ”
“เราเริ่มตระหนักมากขึ้นเรื่อยๆ ถึงความสำคัญของการดำเนินงานวิจัยคู่กันระหว่างมนุษย์และระบบนิเวศตามธรรมชาติ เพื่อให้เข้าใจทั้งวิธีการที่ธรรมชาติดำรงอยู่ วิธีการที่มนุษย์ส่งผลต่อธรรมชาติ และวิธีการที่ต่างก็ส่งผลย้อนกลับต่อกัน” เทมเพลอร์ กล่าว
การสอบสวนปรากฏการณ์เหล่านี้ในเขตเมืองใหญ่ต่างๆ ไม่ใช่เป็นการออกปิกนิกเสมอไป รายงานกล่าวไว้
ความท้าทายแบบหนึ่งในระบบนิวเศเขตเมืองใหญ่คือการที่นักวิจัยไม่อาจคาดหวังได้แล้วว่าเครื่องมือที่ตนมีจะอยู่อย่างไม่ถูกรบกวน เดซิน่ากล่าว ซึ่งเป็นเหตุผลหนึ่งของการที่ก๊าซคาร์บอนไดอ็อกไซด์เกือบทั้งหมด ณ สถานที่วิจัยอยู่บริเวณสนามหญ้าหลังบ้านของชาวเมืองนั่นเอง
“การลงพื้นที่ครั้งนี้แตกต่างจากครั้งอื่นๆ ที่เรามักท่องป่าและห่วงใยเรื่องของเจ้าหมี” เขากล่าวเสริม “ในเขตเมืองคุณไม่ต้องถือสเปรย์พ่นหมีติดตัว หากแต่ผู้คนที่อยากรู้อยากเห็นและมีอารมณ์ฉุนเฉียวอาจเป็นสิ่งที่ก่อการรบกวนให้กับสถานที่วิจัยมากกว่าความอยากรู้อยากเห็นและการมีอารมณ์ฉุนเฉียวของเจ้าหมีเสียอีก”
แหล่งที่มาของข้อมูล
สิ่งที่ปรากฏนี้เป็นการ reprint จากเนื้อหาที่ให้โดยมหาวิทยาลัยบอสตัน บันทึก วัสดุเนื้อหาอาจได้รับการตรวจสอบภาษาสำหรับเนื้อหาและความยาวของข้อความ
บทความที่อ้างอิง
1. Stephen M. Decina, Lucy R. Hutyra, Conor K. Gately, Jackie M. Getson, Andrew B. Reinmann, Anne G. Short Gianotti, Pamela H. Templer. Soil respiration contributes substantially to urban carbon fluxes in the greater Boston area. Environmental Pollution, 2016; 212:433 DOI: 10.1016/j.envpol.2016.01.012
การอ้างอิงหน้านี้
Boston University. “Urban soils release surprising amounts of carbon dioxide: Tracking biological emissions will allow more accurate assessments of climate action programs.” Science Daily. Science Daily, 23 February 2016. www.sciencedaily.com/releases/2016/02/160223132723.htm accessed on 24 February 2016.
เรียบเรียงโดย Prathurng Hongsranagon, Associate Professor, Ph.D., M.P.H.
แหล่งข้อมูลอ้างอิง
1. Hongsranagon, P., 2559, At2 – ดินในเมืองปล่อยก๊าซคาร์บอนไดอ็อกไซด์มากอย่างน่าประหลาดใจ, [online], Available: http://www.seub.or.th/index.php?option=com_content&view=article&id=1727:seubnews&catid=5:2009-10-07-10-58-20&Itemid=14 [25 กุมภาพันธ์ 2559].
