Pomohou solární farmy obnově pouštního ekosystému?

Ve vyprahlých oblastech amerického jihozápadu leží pod našima nohama neviditelný svět. Biokrusty neboli biologické půdní kůry jsou společenstva živých organismů – mezi ně patří například sinice, zelené řasy, houby, lišejníky a mechy, které tvoří tenkou vrstvu na povrchu půd v suchých a polosuchých ekosystémech.

Biokrusty hrají zásadní roli při udržování zdraví půdy a udržitelnosti ekosystémů, ale v současné době je jejich existence v ohrožení. Lidské činnosti, včetně zemědělství, urbanizace a používání terénních vozidel, mohou vést k degradaci biokrust, což má dlouhodobé důsledky pro tato křehká prostředí. Změna klimatu také představuje hrozbu pro biokrusty, které se ve vyprahlé krajině, jako je Sonorská poušť, snaží přizpůsobit slunečnímu záření a spalujícímu teplu.

Tým z Arizonské státní univerzity (dále ASU) nyní přišel s návrhem k obnově zdravých biokrust. Cílem celé jejich myšlenky je využít nové a stávající solární energetické farmy jako školky pro generování čerstvé biokrusty. Ty jsou bezpečně chráněny před sluncem pod poli solárních panelů, jako návštěvníci pláže pod deštníkem, jsou chráněny před nadměrným teplem a mohou vzkvétat a rozvíjet se. Nakonec mohou být takto nově vytvořené biokrusty použity k doplnění vyprahlých zemí, kde byly takové půdy poškozeny nebo zničeny.

Živá matrice

Biokrusty jsou složité ekosystémy, které výzkumníci teprve nedávno začali zkoumat. Mezi jejich četné funkce patří i stabilizace půdy tím, že vážou částice půdy k sobě, čímž se minimalizuje ztráta ornice způsobená větrem a vodou. Přispívají k koloběhu živin tím, že fixují atmosférický dusík, což je proces, při kterém se plynný dusík přeměňuje na amoniak a zpřístupňuje jej rostlinám. Fotosyntetické aktivity v biokrustách hrají roli při ukládání uhlíku fixací atmosférického oxidu uhličitého.

Tento proces může pomoci zmírnit některé dopady změny klimatu odstraněním oxidu uhličitého z atmosféry. Biokrusty také zvyšují schopnost půdy zadržovat vodu, což umožňuje infiltraci většího množství vody do půdy a snižuje odtok vody. To pomáhá zlepšit dostupnost vody pro rostliny a další organismy v suchých ekosystémech. Konečně, biokrusty podporují různorodou komunitu mikroorganismů, které přispívají k celkové biodiverzitě a odolnosti ekosystému jako celku.

Suchá území, která tvoří přibližně 41 % pevninské oblasti Země, zažívají vážnou degradaci v důsledku lidských činností a klimatických změn. Společenstva mikroorganismů na povrchu půdy jsou životně důležitá pro ochranu a hnojení těchto půd a jsou zásadní pro udržitelnost suchých oblastí. Současné metody obnovy biokrusty však vyžadují vysoké úsilí a nabízí omezené množství produktu, což omezuje jejich použití.

Pomoc pro pouštní půdu

Ve studii tým z ASU upravil solární farmu v dolní Sonorské poušti v experimentální živnou půdu pro biokrustu. Během tříleté studie fotovoltaické panely podpořily tvorbu biokrusty, zdvojnásobily masu biokrusty a ztrojnásobily pokryv biokrusty ve srovnání s otevřenými plochami s podobnými půdními charakteristikami.

Když byly biokrusty sklizeny, přirozené zotavení bylo mírné a trvalo asi 6-8 let, než se plně zotavila bez zásahu – když však byly sklizené plochy znovu naočkovány, obnova byla mnohem rychlejší a pokrytí biokrustou dosáhlo téměř původní úrovně během jednoho roku.

Výzkumníci proto zdůrazňují, že použití podobných, větších solárních farem by mohlo poskytnout nízkonákladovou metodu s nízkým dopadem a vysokým výnosem k regeneraci biokrust a rozšíření možností k obnově půdy na regionální měřítka.

Studie dále odhaduje, že využití tří největších solárních farem v okrese Maricopa v Arizoně coby školek s biokrustou by mohlo umožnit malému podniku omladit veškerou nevyužitou zemědělskou půdu v kraji o rozloze více než 70 000 hektarů za méně než pět let. Mezi mnoha přínosy pro životní prostředí má toto úsilí o obnovu potenciál významně snížit polétavý prach, který v současnosti ovlivňuje oblast Phoenix Metropolitan.

Solární řešení

Výzkum naznačuje, že solární farmy slouží jako hotspoty biokrusty, protože zvýšené fotovoltaické panely vytvářejí mikroklima podobné skleníku, které podporuje rozvoj biokrusty. I když je „krustovoltaika“ pomalejší a na počasí závislá metoda ve srovnání s biokrustovými školkami o velikosti skleníku, má mnoho výhod. Tato technika vyžaduje méně zdrojů, minimální správu a žádné počáteční investice. Podle zjištění výzkumu je použití crustivoltaiky 10 000krát nákladově efektivnější než současné metody.

Další kroky tak budou zahrnovat implementaci „krustovoltaiky“ na regionální úrovni prostřednictvím spolupráce vědců, spolupracujících agentur, uživatelů půdy… Použití této techniky může znamenat příležitost i pro provozovatele solárních farem – včetně snížení tvorby prachu na solárních panelech a zvýšení příjmů z uhlíkových kreditů.