Κόστος και οφέλη από εναλλακτικές λύσεις βιοενέργειας για πτηνά

Μια δύσκολη θέση που αντιμετωπίζουν οι Ηνωμένες Πολιτείες είναι η ταυτόχρονη απειλή της κλιματικής αλλαγής και οι αυξανόμενες ενεργειακές απαιτήσεις του αυξανόμενου πληθυσμού τους. Αυτό, σε συνδυασμό με την οικονομία και την πολιτική γύρω από την παραγωγή αργού πετρελαίου, έχει δημιουργήσει ένα εθνικό συμφέρον για διαφοροποίηση και ανάπτυξη του εγχώριου ενεργειακού χαρτοφυλακίου.

Το 2007, το Κογκρέσο των ΗΠΑ θέσπισε Πρότυπη Διάταξη Ανανεώσιμων Πηγών Καυσίμου (RFS2), η οποία στοχεύει στη μείωση του αποτυπώματος άνθρακα που σχετίζεται με τις μεταφορές αυξάνοντας την εγχώρια παραγωγή ανανεώσιμων καυσίμων. Το RFS έθεσε ως στόχο για τις Ηνωμένες Πολιτείες να παράγουν 36 δισεκατομμύρια γαλόνια υγρών βιοκαυσίμων ετησίως έως το 2022, υπερτριπλασιάζοντας την παραγωγή βιοκαυσίμων από τα επίπεδα του 2007. Η σχετική πολιτική στις Ηνωμένες Πολιτείες και την Ευρωπαϊκή Ένωση προωθεί την ανάπτυξη της βιοενέργειας (π.χ. χρήση βιομάζας για ηλεκτρική ενέργεια) ευρύτερα.

Επί του παρόντος, τα περισσότερα βιοκαύσιμα στις ΗΠΑ παράγονται με τη μετατροπή αμύλων στο καλαμπόκι σε αιθανόλη, αν και οι σύγχρονες τεχνολογίες καθιστούν δυνατή τη δημιουργία αιθανόλης πιο αποτελεσματικά χρησιμοποιώντας κυτταρίνη – την ουσία που δίνει δομή στα φυτά και υπάρχει σε αφθονία σε ξύλο, γρασίδι και άλλα ινώδη φυτικά υλικά. Αυτή η τεχνική θα χρησιμοποιεί κυρίως δενδροφυτείες και χόρτα ως πρώτη ύλη για την πηγή καυσίμου της. Επιπλέον, η βιοενέργεια από τη βιομάζα των δέντρων που καλλιεργείται στις ΗΠΑ αναμένεται να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην τήρηση των κατευθυντήριων γραμμών αειφορίας για την Ευρωπαϊκή Ένωση.

Όλες οι πηγές ενέργειας έχουν περιβαλλοντικές επιπτώσεις και είναι σημαντικό να κατανοήσουμε και να ελαχιστοποιήσουμε αυτές τις επιπτώσεις για τη διατήρηση της ατμόσφαιρας, των τοπίων και της άγριας ζωής. Η παραγωγή βιοενέργειας απαιτεί γη για καλλιέργειες και δάση φυτειών και η αλλαγή χρήσης γης για βιοενέργεια μπορεί να έχει επιπτώσεις στις τοπικές κοινότητες άγριας ζωής. Επειδή η βιοενέργεια μπορεί να προέρχεται από πολλές διαφορετικές καλλιέργειες και τύπους διαχείρισης γης, οι συγκρίσεις μεταξύ αυτών των εναλλακτικών λύσεων είναι απαραίτητες για την κατανόηση του περιβαλλοντικού κόστους και των οφελών για την άγρια ​​ζωή.

Η Isabel Gottlieb και εγώ ηγηθήκαμε μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο της Φλόριντα, το Πανεπιστήμιο Emory και το Οικολογικό Ερευνητικό Κέντρο Joseph W. Jones μέτρησαν τις επιπτώσεις των εναλλακτικών λύσεων βιοενέργειας για την άγρια ​​ζωή στη Φλόριντα, τη Τζόρτζια και την Αλαμπάμα, τρεις πολιτείες που προβλέπεται να γίνουν σημαντικοί παραγωγοί βιοενέργειας. Μελέτησαν δύο σημαντικές καλλιέργειες βιοενέργειας, το καλαμπόκι και το πεύκο.

Σε φυτείες πεύκου, η γη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη συγκομιδή βιομάζας με διάφορους τρόπους. Η ομάδα μελέτησε τα αποτελέσματα της αραίωσης των φυτειών, την αφαίρεση των ξυλωδών υπολειμμάτων (συντρίμμια που μένουν στα χωράφια μετά τον καθαρισμό των φυτειών) και τη χρήση φυτειών βραχείας περιστροφής που θα εστιάζονταν ειδικά στη βιομάζα και όχι στις παραδοσιακές χρήσεις (π.χ. χαρτί, ξυλεία) . Αυτές οι χρήσεις γης συγκρίθηκαν με αυτοφυή μακρόφυλλα πευκοδάση, τα οποία ήταν ιστορικά ο κοινός βιότοπος στην περιοχή.

Η χρήση καλαμποκιού για βιοενέργεια είναι κακή για τα πουλιά

Το πιο βαθύ εύρημα ήταν η διαφορά στην αφθονία και την ποικιλομορφία των πτηνών μεταξύ των καλαμποκιών και των πευκοδάσης. Οι φυτείες πεύκων υποστήριζαν πολύ μεγαλύτερη βιοποικιλότητα πτηνών από τα χωράφια με καλαμπόκι. Κατά τη διάρκεια της μελέτης, παρατήρησαν 42 είδη πουλιών στο φυσικό πευκοδάσος και μόνο 10 είδη στα χωράφια με καλαμπόκι. Στις φυτείες πεύκων, βρήκαν 41-53 είδη σε κάθε κατηγορία φυτειών, με συνολικά 78 είδη που βρέθηκαν να χρησιμοποιούν φυτειακά δάση σε διάφορα στάδια του κύκλου ζωής της. Τα περισσότερα είδη που παρατηρήθηκαν στα χωράφια με καλαμπόκι παρατηρήθηκαν μόνο μία ή δύο φορές.

Αυτό υποδηλώνει καταρχάς ότι το καλαμπόκι δεν είναι κατάλληλος βιότοπος για τα περισσότερα είδη πτηνών στην περιοχή και ότι τα δάση φυτειών μπορούν να παρέχουν βιότοπο για πολλά είδη πουλιών, συμπεριλαμβανομένων των ειδών που προκαλούν ανησυχία για τη διατήρηση, όπως το σπουργίτι του Bachman (Peucaea aestivalis ), Κουκουλοφόρος (Setophaga citrina ), και άλλοι. Η κύρια επίδραση της χρήσης γης του καλαμποκιού στην άγρια ​​ζωή έχει παρατηρηθεί σε ολόκληρη τη χώρα, αλλά αυτό ήταν ένα από τα πρώτα παραδείγματα που επεξηγούν πώς σε ένα πλαίσιο βιοενέργειας, αυτή η καλλιέργεια είναι πιο επιζήμια για άλλες εναλλακτικές λύσεις.

Το καλό και το κακό:Εναλλακτικές επιλογές για τη βιομάζα πεύκου

Οι φυτείες πεύκου φιλοξενούν σαφώς μεγαλύτερη ποικιλία πτηνών, ωστόσο ο τρόπος με τον οποίο παράγεται η βιομάζα πεύκου θα μπορούσε να έχει ένα ευρύ φάσμα επιπτώσεων στην άγρια ​​ζωή. Η ομάδα διαπίστωσε ότι οι φυτείες αραίωσης είχαν γενικά θετική επίδραση στη βιοποικιλότητα των πτηνών, με το ισχυρότερο όφελος για τα πουλιά που αναζητούν τροφή στο φλοιό δέντρων ή στο θόλο και τα πουλιά που φωλιάζουν σε δέντρα ή κοιλότητες δέντρων. Η αραίωση είναι η μόνη μέθοδος συλλογής βιομάζας που βρέθηκε ότι επηρεάζει θετικά την κοινότητα των πτηνών.

Η συγκομιδή υπολειμμάτων από εκκαθαρισμένες φυτείες πεύκου είχε αρνητική επίδραση στη δραστηριότητα των πτηνών. Οι τοποθεσίες, όπου τα υπολείμματα δεν συγκομίστηκαν, περιείχαν ένα καλά ανεπτυγμένο κάτω όροφο και συχνά όρθια νεκρά πεύκα που δεν αφαιρέθηκαν, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν από μια εκπληκτική ποικιλία δασικών πτηνών, συμπεριλαμβανομένου του Summer Tanager (Piranga rubra ), Καστανοκέφαλος Nuthatch (Sitta pusilla ), και αρκετά είδη δρυοκολάπτων. Πολύ λίγα πτηνά παρέμειναν σε καθαρές συστάδες όπου συγκομίστηκαν τα υπολείμματα. Οι ομάδες πουλιών που επλήγησαν περισσότερο ήταν πτηνά που φωλιάζουν σε δέντρα ή αναζητούν τροφή στον κάτω θόλο.

Η ομάδα εκτίμησε ότι οι φυτείες βραχείας περιστροφής θα είχαν τη μεγαλύτερη αρνητική επίδραση στην κοινότητα των πτηνών, επειδή αυτές οι συστάδες κόβονται μετά από 8-10 χρόνια και δεν φτάνουν ποτέ σε μεγαλύτερες ηλικιακές κατηγορίες συμβατικών φυτειών ξυλείας. Τα πουλιά που επηρεάστηκαν περισσότερο από τις φυτείες βραχείας περιστροφής περιελάμβαναν πτηνά που φωλιάζουν σε κοιλότητες δέντρων και είδη που χρησιμοποιούν μεγάλα δέντρα για να αναζητήσουν τροφή στο φλοιό ή στο φτερό, συμπεριλαμβανομένων πολλών ειδών που προκαλούν ανησυχία για τη διατήρηση. Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι οι ενεργειακές φυτείες βραχείας περιστροφής μπορεί να παρέχουν ενδιαίτημα για ορισμένα κοινά είδη, αλλά δεν είναι πολύτιμες για την προστασία σπάνιων ειδών που βασίζονται σε ένα ώριμο δάσος.

Πλαίσιο για το τοπίο και τη διατήρηση

Οι φυτείες βραχείας περιστροφής είχαν συνολικά αρνητική επίδραση στα πτηνά, αλλά η απόδοση βιομάζας ανά στρέμμα είναι αρκετές φορές μεγαλύτερη από τις άλλες επιλογές που εξετάστηκαν. Κατά συνέπεια, θα απαιτηθεί πολύ λιγότερη γη για την επίτευξη των στόχων παραγωγής βιοενέργειας. Σε μια περιοχή, η ελαχιστοποίηση του αντίκτυπου της βιοενέργειας μπορεί να σημαίνει την επιλογή του πιο εντατικού συστήματος διαχείρισης που απαιτεί πολύ μικρότερο αποτύπωμα γης.

Η ερευνητική ομάδα συνιστά ότι η αραίωση θα πρέπει να χρησιμοποιείται ως πηγή καυσίμου όποτε είναι δυνατόν. Οι φυτείες ενέργειας βραχείας περιστροφής μπορεί να βοηθήσουν στην επίτευξη ενεργειακών στόχων, αλλά για να ελαχιστοποιηθούν οι επιπτώσεις στην άγρια ​​ζωή, αυτές οι συστάδες θα πρέπει να δημιουργηθούν κατά προτίμηση σε πρώην χωράφια με καλαμπόκι ή υποβαθμισμένες γεωργικές εκτάσεις αντί να αντικαταστήσουν τις συμβατικές συστάδες ξυλείας ή τα φυσικά δάση. Αυτές οι συστάσεις θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην καθοδήγηση της αναπτυσσόμενης αγοράς βιοενέργειας προς την περιβαλλοντική βιωσιμότητα κατά την επόμενη δεκαετία.

Η μελέτη, Εναλλακτικές στρατηγικές βιομάζας για τη βιοενέργεια:επιπτώσεις για τις κοινότητες πουλιών στις νοτιοανατολικές Ηνωμένες Πολιτείες δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό GCB Bioenergy .