Karbon Döngüsü, Karbon Yutağı ve İklim Değişikliği

Karbon, doğada çeşitli elementlerle bileşik yaptığından farklı biçimlerde bulunan azot, fosfor ve kükürt gibi yaşamın yapı taşları arasında olan bir elementtir. Karbon elementi, Güneş’ten diğer yıldızlara, birçok gezegenden canlı organizmaların yapılarına kadar çeşitli yerlerde karşımıza çıkar ve bu özelliği sayesinde canlı yaşamının kaynağı olarak kabul edilir.

Karbon; canlıların yapısında, karbondioksit (CO₂) ve metan (CH₄) olarak atmosferde, Dünya’nın kaya küresi olarak tanımlanan litosferdeki karbonat içeren kayaçlarda, daha önce yaşayan materyalden oluşmuş toprak ve çökeltilerde organik moleküller olarak bulunur. Başka bir anlatımla, başlıca karbon depoları okyanus ve okyanus çökeltileri, toprak, ana kaya, bitki örtüsü ve atmosferdir. Atmosferik karbon, karbondioksit ve metan, sera gazı olma rolü nedeniyle bu gazların emisyonları ve bağlanmalarına yönelik çalışmalar iklim krizi mücadelesinde önemli bir politika konusudur.¹ 

Fosil yakıtlarda bulunan hidrokarbonlar (karbon ve hidrojenden oluşan bileşikler, CnH2n+2, n: karbon sayısı), genellikle yakıt olarak kullanılsa da petrokimya endüstrisinde plastik, boya, polimer vb. üretiminde de kullanılır. Bu nedenle çevremizdeki çoğu eşya ve enerji karbon tüketimiyle üretilir.²

Yaşam kimyası, karbon kimyasıdır. Canlılar, karbon döngüsünün en önemli kısmıdır. Atmosferdeki CO₂ fotosentez yapılan canlılar tarafından depolanır. Fosil yakıtlar yer altındaki depolanmış karbonlardır. Karbon döngüsünün başlangıcında fosil yakıtların (kömür, petrol, doğalgaz) yakılması, canlıların solunum yapması, volkanik patlamalar, orman yangınları ve canlıların bozunması / çürümesi sonucu açığa çıkan karbondioksit atmosfere yayılır. Atmosferdeki karbondioksit; karada bitkiler, okyanusta fitoplanktonlar (bitki benzeri mikroskobik canlılar) tarafından kullanılır ve fotosentez yoluyla besine çevrilir. Besine çevrilen karbon, bitkiler ve hayvanlar tarafından enerji ihtiyacını karşılamak için kullanılır. Karbon, canlı solunumu ve çürüme sonucu atmosfere tekrar yayılır. Karbon döngüsü bu şekilde devam eder.³

Havadaki karbondioksit gazı, Dünya’nın yaşanabilir sıcaklıkta olmasını sağlayan ve Dünya’yı zararlı ışınlardan koruyan tıpkı bir battaniye gibi davranan sera gazlarından birisidir. Eğer sera gazları olmasa Dünya yaşanabilir bir gezegen olmazdı. Ancak en önemli çevre sorunlarından olan iklim değişikliğinin temel sebeplerinden biri de insan etkinlikleri sonucunda atmosfere salınan karbondioksit oranının artmasıdır.⁴

Karbondioksit oranının artması, daha fazla ısının tutularak Dünya üzerindeki sıcaklığın artmasına neden olur. Artan sıcaklar sonucunda değişen iklim, denizleri ve karaları etkilemekte, canlı yaşamı üzerinde aşırı yağış, kuraklık, sel gibi ekosistemleri olumsuz etkileyecek hava olaylarının daha sık görülmesine neden olmaktadır.

Toprak atmosferden daha fazla karbon içeren doğal varlıktır. Karadaki tüm karbon yutakları toprak üzerindeki bitkilerden oluşur. İklim değişikliği ile mücadele toprağın, onun üzerine yer alan karbon yutakları orman, mera ve sulak alanların korunması ve varlıklarının arttırılması tek ekonomik ve doğal çözümdür. 

2015’te Paris’te Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi Taraflar Konferansında sıcaklık artışının 2°C yerine 1.5°C’de tutulması kararında ki 0.5°C farkın etkileri;

1. Kutuplarda buzullardaki erimenin 100 kat daha olacağı,
2. 350 milyon kişi yerine 410 milyon kişinin suya ulaşmakta zorluk çekeceği,
3. 1.5°C artışla sırasıyla %4 ve %8 azalması öngörülen memeli ve bitki tür sayısındaki azalışın iki katına  çıkacağı ve etkilenecek ekosistem alanının 1.86 kat daha fazla olacağı şeklinde özetlenmiştir. 

İklim değişikliğini etkileyen ana etmenlerden karbon, fotosentez yapan canlılar sayesinde toprağa alınarak hapsedilir. Karbondioksiti atmosferden yutarak depolayan doğal veya insan yapımı sistemlere karbon yutakları adı verilir.⁶

“Yutak” kavramsal olarak ilk defa Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesinin 1.8 maddesince “bir sera gazını, bir aerosolü veya bir sera gazının oluşumunda rolü bulunan bir öncü maddeyi atmosferden uzaklaştıran herhangi bir işlem, faaliyet veya mekanizma” şeklinde tanımlanmaktadır.⁷

Karbonun belirli bir süre boyunca atmosfere salınımı engelleyecek bir şekilde yakalanması sürecine karbon tutma adı verilir. Bu, kısaca karbonun atmosferden çıkarılması ve bir depoda saklanması sürecidir. Ormanlar ve çayır / meralar en etkili yutak ortamlarıdır. Karbon yutakları, karbon tutma görevini üstlenirler. Ayrıca toprak, turba, sürekli donmuş (permafrost) toprak horizonları (katmanları), deniz / okyanus suyu, derin denizler ve okyanuslardaki karbonatlı çökeltileri diğer başlıca yutak ortamlarıdır.⁸

Artan sera gazı emisyonları azaltılsa da iklim değişikliğinin etkileri ile karşılaşmak karşı konulamaz bir gerçektir. Bu nedenle iklim değişikliği etkilerine uyum sağlamak için biyolojik çeşitlilik ve ekosistem tabanlı uyum yaklaşımı benimsenmelidir.⁹

İklim değişikliği birçok bozulma sürecini şiddetlendirebilir. Bu nedenle bozulmayı önlemek, azaltmak veya tersine çevirmek için iklim etkilerine yanıt verilmesi ve önlemler alınması gerekir. Arazi kullanımının türleri, yoğunluğu ve araziler üzerindeki iklim değişikliği etkileri, arazilerin karbon stoklarını ve karbon yutakları olarak arazinin çalışma yeteneklerini etkiler. Yönetilen tarım arazilerinde, bozulma tipik olarak toprak organik karbon stoklarının azalmasına neden olur, bu da arazi üretkenliğini ve karbon yutaklarını olumsuz etkiler.¹⁰

Orman ve çayır / mera ekosistemleri, atmosferde bulunan karbondioksiti fotosentez aracılığı ile kendilerine bağlayarak iklim değişikliği sürecinde çok önemli yutak görevi görür. Atmosferden uzaklaştırılan karbondioksit, karbon döngüsü aracılığı ile ağaçlar, çalılar, tek yıllık otsu bitkilerin gövde, yaprak, kök ve dallarında, yaşayan ve ölü örtüde ve bitki örtüsü altı toprakta karbon formunda depo edilir. Sürdürülebilir şekilde yönetilen genç ormanlar, karbon tutma konusunda doygunluk düzeyine ulaşmış yaşlı ormanlara göre daha yüksek bir büyüme oranına sahiptir. Bu nedenle daha yaşlı ormanlara göre daha güçlü karbon yutağı görevi görürler.¹¹ 

Bu ekosistemlerin dışında kalan toprak alanları ile diğer karasal ve özellikle sulak alan ekosistemleri de karbon depo ederek karbon döngüsünde rol alırlar. Dünya yüzeyinin yaklaşık yüzde 6’sını kaplayan sulak alanlar dünyadaki karbonun yüzde 14,5’ini tutmaları sayesinde iklim krizine karşı en önemli destekleyici unsurdur.¹² Bu nedenle orman, çayır /mera ve sulak alanların korunması ve sürdürülebilir yönetimi, kırılgan iklim olgusunu iyileştirici ve sürdürülebilir arazi yönetimini destekleyici eylemler olarak kabul edilir.¹³

Toprak, atmosferik karbondioksitin tutulması ve karbon yutaklarında depolanması yoluyla küresel sıcaklıkların ve yağış seviyelerinin düzenlenmesine yardımcı olur ve iklimi düzenlemede başrolde olan elementtir.¹⁴