Karbon, Gas Rumah Kaca, dan Pemanasan Global

Peran Penting karbon pada Pemanasan Global dan Menghitung Serapan Karbon

Pada prinsipnya unsur-unsur iklim seperti suhu udara dan curah hujan dikendalikan oleh keseimbangan energi antara bumi dan atmosfer. Rata-rata jumlah radiasi yang diterima bumi seimbang dengan jumlah yang dipancarkan kembali ke atmosfer setelah digunakan untuk menguapkan air, memanaskan udara dan memanaskan permukaan tanah. Keseimbangan tersebut dipengaruhi antara lain oleh keberadaan gas-gas karbon dioksida (CO2), metana (CH4), nitrous oksida (N2O). Gas-gas tersebut memiliki kemampuan menyerap radiasi balik atau radiasi gelombang panjang dari permukaan bumi, sehingga suhu atmosfer atau udara bumi meningkat. Karena kondisi ini sama dengan kondisi di dalam rumah kaca maka gas-gas tersebut disebut gas rumah kaca (GRK) dan akibat yang ditimbulkan disebut efek rumah kaca. Tanpa GRK yang memiliki waktu tinggal (life time) yang panjang, suhu bumi diperkirakan mencapai 34 oC lebih dingin dari yang kita alami sekarang.

Masalahnya adalah bahwa konsentrasi GRK saat ini sudah mencapai tingkat yang membahayakan iklim bumi dan keseimbangan ekosistem. Hal ini disebabkan oleh adanya peningkatan konsentrasi GRK di atmosfer sebagai akibat kegiatan manusia (anthropogenic) dalam hal konsumsi bahan bakar fosil (BBF) sejak revolusi industri pada pertengahan tahun 1880an dan aligguna lahan. Walaupun pada dekade terakhir ini emisi CH4 mengalami penurunan hingga 22 juta Mg th-1 dari 37 juta Mg th-1 pada dekade terdahulu, dan emisi N2O juga menurun sedikit dari 3,9 menjadi 3,8 juta Mg th-1, tetapi emisi CO2 meningkat lebih dari dua kali lipat dari 1400 juta Mg th-1 menjadi 2900 juta Mg th-1 dalam dekade yang sama.

Secara umum adanya akumulasi peningkatan emisi GRK antropogenik meningkatkan konsentrasi GRK, akibatnya suhu atmosfer bumi sekarang menjadi 0,5 oC lebih panas dibanding suhu pada jaman pra-industri. Dalam jangka panjang suhu bumi akan cenderung semakin panas dari suhu yang seharusnya kita rasakan jika kita tidak berupaya menurunkan dan menstabilkan konsentrasi GRK.

Meskipun konsentrasi dan laju pertumbuhan CH4, dan N2O relatif rendah, tetapi kemampuan memperkuat radiasi (radiative forcing) gelombang pendek menjadi gelombang panjang (yang bersifat panas) jauh lebih besar dibanding CO2 yang konsentrasi dan pertumbuhannya lebih besar. Kedua GRK tersebut masing-masing mampu memperkuat radiasi sekitar 20 dan 200 kali kemampuan CO2. Hal ini berarti bahwa kenaikan yang sekecil apapun dari kedua GRK tersebut harus tetap dikendalikan. Uap air (H2O) sebenarnya juga merupakan GRK yang penting dan pengaruhnya dapat segera dirasakan. Misalnya pada saat keawanan dan kelembaban tinggi pada saat menjelang turun hujan, udara terasa panas karena radiasi gelombang-panjang tertahan uap air atau mendung yang menggantung di atmosfer. Namun H2O tidak diperhitungkan sebagai GRK yang efektif dan tidak dipergunakan dalam prediksi perubahan iklim karena keberadaan atau masa hidup (life time) H2O sangat singkat (9,2 hari).

Mengingat begitu banyaknya kemungkinan penyebab terjadinya peningkatan suhu dan pada gilirannya curah hujan dan faktor-faktor iklim lainnya, beberapa pertanyaan kemudian muncul. Apakah benar GRK antropogenik penyebab utamanya? Dari mana kita tahu GRK di atmosfer itu antropogenik? Kontroversi ini kemudian terjawab ketika para ilmuwan mencoba memisahkan antara perubahan faktor-faktor iklim yang disebabkan oleh pembakaran BBF dan alih-guna lahan (khususnya deforestasi) dari pengaruh faktor alami (Tabel 2). Termasuk dalam faktor alami ini adalah faktor internal (interaksi atmosfer dan lautan) dan faktor eksternal (variasi input radiasi matahari dan konsentrasi partikel aerosol di atmosfer atas) yang secara historis telah berperan dalam menentukan suhu bumi.

Bagaikan seorang dokter, upaya ini seperti mencari penyebab demamnya pasien yang datang ke rumahsakit dengan suhu badan 40oC. Setelah memeriksa kondisi fisik luarnya, dokter akan menyarankan pasien pergi ke laboratorium untuk memeriksakan darah atau air seni, sebab demam hanyalah gejala belaka. Diagnosis seperti ini juga dilakukan untuk melihat penyebab naiknya suhu bumi. Antara lain melalui pengamatan lapisan atmosfer atas dengan radiosonde dan penginderaan jauh hanya mampu merekonstruksi data selama 40 tahun. Akan tetapi jangka pengamatan itu terlalu pendek untuk dapat menjelaskan pengaruh manusia.

 

Selanjutnya diagnose dilakukan dengan pemodelan yang melibatkan lebih banyak unsur antropogenik yang mungkin mempengaruhi suhu bumi, termasuk diantaranya konsentrasi GRK yang akan menimbulkan efek rumahkaca yang memanaskan atmosfer dan partikel aerosol sulfat yang justru akan mendinginkan atmosfer. Adapun unsur alami yang dipertimbangkan di dalam pemodelan adalah aerosol dari letusan gunung api, variabilitas matahari, dan kondisi topografi. Untuk menguji validitas model sirkulasi global (Global Circulation Model, GCM) para peneliti lantas membandingkan hasil pemodelan dan hasil pengamatan jangka panjang.

Hasil yang diperoleh adalah:

• Adanya kesesuaian hasil pemodelan dan pengamatan dalam jangka 30-50 tahun
• Informasi yang dihasilkan tidak hanya berupa tabulasi tetapi juga dalam bentuk peta sehingga diperoleh gambaran mengenai variabilitas horisontal dan vertikal baik secara ruang (geografis) maupun waktu
• Pengaruh faktor antropogenik dan alam dapat dipisahkan
• Memasukkan aerosol antropogenik ke dalam perhitungan akan memperbaiki hasil prediksi model

Untuk membuktikan bahwa karbon yang meningkat jumlahnya adalah antropogenik, para ilmuwan melakukan studi detail tentang inti karbon di laboratorium dan pengamatan di stasiun-stasiun dalam jangka yang sangat panjang. Dari studi ini mereka menemukan bahwa pertama, karakteristik inti atom karbon yang berasal dari pembakaran BBF berbeda dengan inti karbon dari emisi alam. Karena fosil telah terpendam di lapisan dalam sejak puluhan juta tahun yang lalu maka sifat radioaktif inti karbon nya sudah hilang sementara karbon alami yang berasal dari permukaan atau dekat permukaan bumi intinya memiliki porsi radioaktif yang cukup besar. Meningkatnya konsentrasi karbon radioaktif rendah telah menyebabkan "pengenceran" kadar radioaktif karbon atmosfer secara keseluruhan. Kedua, dari hasil rekaman yang terdapat pada lingkar pohon (tree rings) ditunjukkan bahwa fraksi karbon -14 radioaktif makin mengecil dalam kurun waktu antara tahun 1850 hingga 1950. Ketiga, pengamatan jangka panjang di puncak Gunung Mauna Loa di Hawaii yang berada di tengah-tengah Samudera Pasifik dan di Kutub Selatan. Data konsentrasi CO2 di atmosfer dan di dalam contoh es yang diambil dari dua tempat yang tidak mengalami gangguan berupa lonjakan, GRK antropogenik tersebut direkonstruksi dalam kurun waktu 1850 hingga 2000 menunjukkan peningkatan konsentrasi CO2 yang cukup berarti dari 290 hingga 360 ppm.

Perubahan Iklim dan Karbon Terestrial

Siklus karbon global : Dimulainya kehidupan di bumi ini menyebabkan terjadinya konversi CO2 di atmosfer dan di lautan menjadi bentuk-bentuk C organik maupun anorganik lautan dan terestrial. Sejak ribuan tahun yang lalu perkembangan kehidupan di berbagai ekosistem alami membentuk suatu siklus yg menggambarkan pertukaran C yang terjadi secara alami antara atmosfer, lautan dan daratan. Pola pertukaran ini lambat laun telah dan akan terus berubah karena adanya aktivitas manusia. Aktivitas tersebut telah meningkatkan konsentrasi CO2 di atmosfer dari 285 ppmv pada jaman revolusi industri tahun 1850an menjadi 336 ppmv di tahun 2000. Jadi dalam kurun waktu 150 tahun konsentrasi CO2 di atmosfer telah meningkat sekitar 28 %.

Sumber (source), rosot (sink) dan kenaikan CO2 dapat dilihat setiap tahun konsentrasi CO2 atmosfer bumi bertambah dengan laju yang sangat tinggi. Bahkan kenaikan dalam dekade terakhir telah meningkat dua kali lipat dari dekade sebelumnya.

Menarik untuk diperhatikan bahwa alih-guna lahan di daerah tropis merupakan sumber CO2 terbesar kedua setelah pembakaran BBF. Artinya negara berkembang yang memiliki hutan luas seperti Indonesia yang masih memerlukan lahan baru untuk usahataninya perlu merencanakan dengan matang kegiatan-kegiatan yang berhubungan dengan konversi hutan dan deforestasi. Jika upaya konversi hutan masih harus dilanjutkan, maka para ilmuwan perlu memberi masukan ilmiah bagi usaha tersebut, sehingga pilihan-pilihan yang diambil tetap mempertimbangakn keberlanjutan usahatani dengan tingkat produktivitas lahan yang tetap tinggi sementara memperhatikan kaidah lingkungan, baik untuk kepentingan lokal maupun global.

Cadangan karbon: Siklus karbon global dapat disederhanakan dalam Gambar 3. Dari gambar tersebut terlihat bahwa cadangan karbon (di dalam kotak) tertinggi adalah di lautan, yaitu sekitar 39.000 Gt C atau sekitar 80 % dari jumlah seluruh karbon yang ada di alam, yaitu sekitar 48.000 Gt. Urutan cadangan terbesar kedua adalah fosil yang menyimpan karbon sekitar 6000 Gt. Selanjutnya, cadangan karbon di hutan yang meliputi biomasa pohon dan tanah hanya sekitar 2500 Gt. Sedang atmosfer menampung karbon sekitar 800 Gt.

Fluks karbon: Aliran karbon (C-fluks) digambarkan dengan tanda panah dalam satuan Gt C th-1. Proses ini terdiri dari pelepasan (emission) dan penyerapan (sequestration). Penggunaan bahan bakar fosil (dan pabrik semen) yang melepaskan CO2 sekitar 6,3 Gt C th-1, dengan penyerapan karbon tahunan sekitar 2,3 Gt oleh lautan dan sekitar 0,7 Gt oleh ekosistem daratan, dan sisanya 3,3 Gt masuk ke dalam cadangan karbon di atmosfer. Penggunaan karbon organik dari fosil berlangsung lebih cepat dari pembentukannya dan hanya sekitar 0,2 Gt th-1 dapat kembali melalui proses sedimentasi dalam waktu yang panjang.

Penyerapan CO2 neto oleh lautan per tahunnya relatif kecil dibandingkan dengan pertukaran CO2 antara atmosfer dan lautan. Pada tempat dengan garis lintang rendah di tropika umumnya, tingkat pelepasan CO2 ke atmosfer lebih banyak dari pada penyerapannya, hal sebaliknya terjadi pada tempat dengan garis lintang tinggi. Hal yang sama juga terjadi pada ekosistem daratan, penyerapan CO2 sekitar 0,7 Gt C th-1 suatu jumlah yang relatif rendah bila dibandingkan dengan fluksnya. Vegetasi menyerap karbon sekitar 60 Gt th-1, tetapi jumlah dilepaskan melalui respirasi dan pembakaran hampir sama dengan jumlah yang diserap. Beberapa dekade terakhir, ekosistem tropis merupakan sumber karbon karena adanya alih-guna hutan atau deforestasi dalam jumlah yang besar. Di lain pihak, hutan di daerah sub tropis umumnya telah pulih kembali karena turunnya deforestasi dan naiknya laju pertumbuhan hutan sebagai akibat dari peningkatan konsentrasi CO2 di atmosfer. Besarnya peningkatan konsentrasi CO2 di atmosfer masih terus diperdebatkan, jumlah karbon yang terdapat pada ekosistem terestrial (vegetasi+tanah) sekitar 3,5 kali jumlah karbon yang terdapat di atmosfer. Jumlah ini selalu berubah tergantung pada proses fotosintesis dan respirasi tanaman. Secara umum, tanah di daerah sub tropis menyimpan CO2 relatif lebih banyak dibanding vegetasi yang tumbuh di atasnya, tetapi untuk untuk daerah tropis kondisi tersebut hanya dijumpai pada tanah gambut, karena sebagian cadangan karbon tersimpan di dalam biomassa.

Bila di waktu yang akan datang kita lakukan ekstrapolasi, maka pertama kali yang harus dipertimbangkan adalah penggunaan BBF. Bila jumlah energi per kapita terus meningkat karena meningkatnya jumlah penduduk, maka hal ini akan meningkatkan konsentrasi CO2 di atmosfer dalam jumlah yang sangat besar. Jadi usaha menekan pelepasan CO2 ke atmosfer merupakan agenda utama kita. Isu paling hangat adalah yang berhubungan dengan kesamaan hak antar negara. Negara berkembang beranggapan bahwa:

• Negara maju yang telah mengemisikan GRK sejak lama dan dalam jumlah yang besar, bertanggungjawab menurunkan emisinya dengan target jumlah dan waktu yang jelas
• Negara berkembang harus mendapat kesempatan melanjutkan pembangunan ekonominya dan tetap mempunyai hak dalam meningkatkan emisi melalui peningkatan konsumsi BBF dan alih-guna lahan.

Dalam kesepakatan internasional pemerintah negara-negara di dunia ini telah menyepakati tingkat penurunan emisi untuk setiap negara maju dengan prinsip tanggungjawab bersama tetapi dengan kewajiban yang berbeda

(common but differenciated responsibility). Isu ini merupakan debat utama di tingkat internasional yang berhubungan ketika Protokol Kyoto dilahirkan. Melalui mekanisme Kyoto negara berkembang dapat berpartisipasi dalam Mekanisme Pembangunan Bersih (Clean Development Mechanism, CDM).

Faktor penghambat: Secara umum, lautan dan daratan berperanan penting dalam menyerap CO2. Serapan karbon neto oleh lautan merupakan penyangga utama dalam memperlambat peningkatan CO2 atmosfer. Lautan secara aktif melakukan pertukaran CO2 dengan atmosfer, terutama dalam bentuk karbon anorganik terlarut. Namun demikian lautan menyerap karbon hanya dalam jumlah sedikit karena kelarutan CO2 dalam air sangat lambat dan tergantung pada percampuran antara air di lapisan permukaan dengan dasar lautan.

Untuk serapan karbon secara biologi, sangat penting untuk mengurangi polusi. Aktivitas biologi yang berperanan penting dalam menyerap CO2 yang hanya terjadi pada lapisan yang berada pada beberapa meter di bawah permukaan air laut. Salah satu faktor utama yang membatasi aktivitas biologi tersebut adalah fluks hara (terutama unsur besi, Fe) dari daratan misalnya debu dari padang pasir.

Serapan karbon oleh ekosistem daratan dapat juga berperan sebagai penyangga tetapi tingkatannya masih lebih kecil bila dibandingkan dengan peran lautan. Hal penting yang banyak dibicarakan bahwa karbon yang disimpan dengan cara tersebut bersifat sementara, masih rawan untuk mengalami perubahan dan akan terlepas kembali ke atmosfer. Usaha mengurangi emisi, bila terjadi, diyakini tidak akan mampu untuk mencegah pemanasan global. Usaha peningkatan serapan hanya akan memperlambat peningkatan konsentrasi GRK, karena emisinya jauh lebih besar. Di masa yang akan datang usaha penurunan emisi atau pelepasan karbon ke atmosfer harus diutamakan jika pokok permasalahan perubahan iklim hendak dipecahkan.

Dengan hanya melihat pada besarnya cadangan karbon dan fluks karbon yang ada saat ini, terkesan bahwa usaha meningkatkan cadangan karbon di sistem daratan merupakan kontribusi yang sangat berarti dalam mememecahkan masalah peningkatan konsentrasi CO2 di atmosfer. Namun demikian, dengan jalannya waktu akan ada resiko bahwa karbon yang tersimpan sebagai cadangan karbon di daratan akan kembali lepas ke atmosfer. Berdasarkan model terbaik yang dapat mensintesis proses ekologis yang ada dapat diramalkan bahwa dengan meningkatnya CO2 dan suhu di atmosfer, maka pengaruh “pemupukan” CO2 akan berakhir, sedang tingkat respirasi akan meningkat. Dengan demikian sistem daratan akan menjadi sumber karbon neto. Jadi, usaha meningkatkan simpanan di daratan dengan meningkatkan cadangan karbon di pepohonan dan hutan, tetapi dilain pihak bisnis penggunaan BBF harus ditangani sesegera mungkin. Penyerapan karbon oleh ekosistem terestrial ini masih merupakan fungsi daratan yang sangat relevan masa transisi dalam upaya memenuhi target ekonomi global dan upaya memenuhi kebutuhan akan energi dengan jalan yang lebih ramah lingkungan. Perlu dicari bentuk sumber energi alternative yang terbarukan dan dapat menggantikan BBF secara berangsurangsur.

Penyebab terjadinya perubahan iklim global

Perubahan iklim terjadi terutama berhubungan dengan berubahnya komposisi gas di atmosfer. Hal ini mempengaruhi keseimbangan antara radiasi matahari yang datang dengan gelombang panjang yang dipantulkan kembali sebagai panas. Efek ini sama dengan kondisi di dalam rumah kaca yang memungkinkan sinar matahari untuk masuk tetapi energi panas yang keluar sangat sedikit, sehingga suhu di dalam rumah kaca sangat tinggi. Dengan demikian pemanasan global disebut juga efek rumahkaca dan gas yang menimbulkannya disebut gas rumah kaca (GRK).

Gas apa saja yang termasuk dalam kelompok gas rumah kaca? Gas-gas yang telah disepakati pada tingkat internasional adalah karbon dioksida (CO2), metana (CH4), nitrous oksida (N2O), perfluorokarbon (PFC) dan hidrofluorokarbon (HFC) dan sulfurheksfluorida (SF6). Untuk memudahkan perhitungan pencapaian komitmen atu target penurunan emisi, semua gas dinyatakan dalam ekivalen terhadap CO2 dengan memperhitungkan berat molekulnya. Tiga GRK pertama sering juga disebut sebagai GRK utama yang laju emisi dan konsentrasinya di atmosfer semakin meningkat dengan meningkatnya kegiatan manusia yang menggunakan BBF untuk pembangkit tenaga listrik, transporatsi, industri serta kegiatan lain yang berhubungan dengan alih guna lahan hutan menjadi lahan pertanian, perkebunan dan pemukiman.

Beberapa kegiatan manusia yang mempengaruhi emisi GRK antara lain adalah:

• Penggunaan bahan bakar fossil (BBF). Terjadi pada sektor energi, industri, dan transportasi. Kegiatan ini dapat dikendalikan dengan teknologi yang rendah emisi atau menggunakan energi yang terbarukan
• Alih-guna lahan. Melibatkan sektor kehutanan, pertanian, perkebunan dan pemukiman. Kegiatan ini dapat menjasi sumber (source) dan rosot (sink) GRK, tergantung dari tipe penggunaan lahannya.

Cadangan karbon terestrial

Beberapa faktor yang mempengaruhi serapan karbon neto oleh ekosistem terestrial adalah adanya alih-guna lahan (misalnya lahan hutan dikonversi menjadi lahan pertanian) dan adanya respon ekosistem daratan terhadap “pemupukan” CO2 , deposisi hara, variasi iklim dan adanya gangguan (misalnya kebakaran hutan). Ketiga faktor tersebut saling berinteraksi dengan hasil yang ditentukan oleh kekuatan setiap faktor. Separuh dari Produktivitas Primer Bruto (Gross Primary Productivity, GPP) global yang terakumulasi pada suatu sistem bentang alam akan direspirasikan ketika sistem itu “bernafas” dan mengambil oksigen alam.

Karena itu bahan organik atau bahan kering yang tersimpan dalam bentuk biomasa dan seresah atau Produktivitas Primer Neto (Net Primary Productivity, NPP) juga hanya separuhnya. Penebangan hutan atau untuk pembukaan lahan atau panen pada lahan pertanian selanjutnya akan meningkatkan emisi CO2 ke atmosfer. Karbon yang telah disimpan sebagai biomasa tanaman akan dilepaskan ke atmosfer lewat penebangan, pembakaran atau dekomposisi bahan organik di atas dan di bawah permukaan tanah selama dan setelah penebangan dan pembakaran hutan.

Dengan demikian cadangan karbon pada ekosistem tersebut direduksi cukup substansial menjadi Produktivitas Ekosistem Neto (Net Ecosystem Productivity, NEP). Sementara itu ekosistem masih mengalami gangguan dari waktu ke waktu berupa kebakaran, hama dan penyakit sehingga Produktivitas Biome Neto (Net Biome Productivity, NBP) yang tersimpan dalam jangka pendek menjadi semakin kecil. Dengan demikian untuk mempelajari neraca karbon global, diperlukan pengetahuan tentang hubungan antara cadangan karbon dengan sistem penggunaan lahan. Secara skematis perubahan cadangan karbon dari waktu ke waktu dalam proses ekosistem. Bahwa GPP yang biasanya diukur pada seluruh bagian tanaman yang berfotosintesa sebagai gambaran mengenai banyaknya bahan kering yang diakumulasikan per satuan waktu (tahun) mencapai 120 Gt C th-1. Setelah mengalami respirasi, NPP sistem tersebut yang diukur langsung pada seluruh bagian tanaman dalam bentuk biomasa jaringan tanaman mencapai 60 Gt C th-1. Sementara itu dekomposisi bahan organik telah menurunkan NPP menjadi NEP hingga sebesar 10 Gt C th-1. NEP merupakan selisih antara tingkat produksi karbon dari biomasa tanaman dengan tingkat dekomposisi bahan organik dari bagian mati (nekromasa)  tanaman (heterotrophic respiration). Respirasi heterotropik tersebut mencakup kehilangan karbon karena dikonsumsi herbivore dan melalui dekomposisi bahan organik oleh organisma tanah. NEP dapat diduga melalui dua jalan: (1) mengukur perubahan cadangan karbon dalam vegetasi dan tanah per tahun, (2) mengintegrasikan jumlah fluks CO2 per jam atau setiap harinya ke`dalam dan keluar vegetasi dan mengintegrasikannya per tahun. Integrasi NEP harus dinyatakan per dekade.

NBP adalah produksi neto bahan organik per wilayah yang mencakup satu kisaran ekosistem atau satu biome, termasuk juga di dalamya adalah respirasi heterotropik dan proses lainnya yang menyebabkan hilangnya karbon dari ekosistem (misalnya terangkut panen, serangan hama dan penyakit, penebangan dan kebakaran hutan, dsb). Besarnya global NBP (0.7 ± 1.0 Gt C th-1) ini relatif kecil bila dibandingkan dengan jumlah fluks karbon atmosfer dan biosfer. Pengukuran NBP ini dilakukan untuk jangka waktu panjang karena gangguan frekuensi gangguan relatif jarang.

Pertimbangan dalam perhitungan serapan karbon

Potensi ekosistem terestrial dalam mengurangi konsentrasi CO2 atmosfer tergantung dari macam ekosistem yang meliputi: komposisi spesies yang ada, struktur dan distribusi umur tanaman (terutama untuk hutan). Faktor lain yang cukup mempengaruhi adalah kondisi setempat seperti iklim, tanah, adanya gangguan alam dan macam pengelolaan. Penyerapan CO2 dari atmosfer setiap tahun terjadi di dalam ekosistem tanaman yang sedang tumbuh, seperti hutan tanaman dan hutan sekunder yang terbentuk setelah adanya penebangan, pembakaran atau gangguan lainnya. Pada hutan tua di daerah tropika basah, akumulasi biomasa terus berlangsung sehingga diperoleh akumulasi biomasa yang sangat tinggi. Namun hal ini hanya terjadi pada tingkat pohon, tetapi tidak pada tingkat ekosistem hutan, karena tingkat dekomposisi bahan organik di hutan kurang lebih sama dengan tingkat penyerapan CO2. Perkecualian terjadi pada hutan gambut, dimana akumulasi CO2 justru terjadi di dalam lapisan organik di permukaan tanah.

Jadi, dekomposisi merupakan kunci utama. Karbon atmosfer diserap oleh vegetasi dan diakumulasikan dalam biomasa. Berapa lama CO2 tinggal di dalam biomasa vegetasi tersebut sebelum dilepaskan kembali sebagai CO2 melalui proses dekomposisi atau melalui peristiwa pembakaran. Untuk menjawab pertanyaan tersebut diperlukan pengetahuan konsep waktu-paruh karbon, yaitu hilangnya 50 % karbon masa bagian tanaman per satuan waktu (tahun). Waktu-paruh karbon ini bervariasi untuk berbagai macam bagian tanaman, misalnya untuk seresah daun sekitar 0,3 tahun, 1 tahun untuk cabang pohon, 4 tahun untuk kayu balok, dan sekitar 20-30 tahun untuk batang pohon yang masih hidup.

Dalam penggunaan definisi tersebut, terdapat beberapa hal yang harus dipertimbangkan

• Produk kayu. Bila karbon diakumulasikan dalam kayu atau bagian tanaman lainnya, kemudian tanaman dipanen dan diangkut ke luar plot dan waktu-paruh karbonnya dapat diturunkan (misalnya, jika kayu tersebut dipakai sebagai kayu bakar) atau dinaikkan (misalnya, jika kayu tersebut diawetkan dengan bahan kimia, atau disimpan dalam lingkungan kering, atau disimpan dalam air). Kesulitan yang dihadapi dengan pemberian definisi di atas bahwa penyerapan karbon oleh suatu sistem sangat tergantung kepada nasib produk tersebut di tempat lainnya. Waktu-paruh kayu tergantung pada penggunaannya setelah penebangan, apakah dipakai sebagi kayu bakar, kayu bangunan, parabot rumah tangga, dan sebagainya. Produk tanaman tersebut selanjutnya berpindah ke pasar di kota, digunakan orang dan selanjutnya akan mengalami dekomposisi.
• Arang. Jika produk kayu dijadikan arang yang mempunyai waktu-paruh amat lama (hampir 100% tahan lapuk). Bila rambu untuk waktu-paruh ini tidak dipertimbangkan maka peng’arang’an produk hutan dengan teknologi yang benar akan merupakan jalan terbaik untuk penyerapan CO2 di atmosfer, karena pembakaran hutan menghasilkan arang dalam jumlah yang relatif kecil dibanding dengan jumlah CO2 yang dilepas ke atmosfer.
• Sampah kota. Bila pengelolaan sampah kota dimodifikasi lebih mengarah pada konservasi karbon tersebut, maka system pertanian konvensional merupakan mekanisme yang sangat penting dalam usaha pengurangan karbon di atmosfer.
• Hutan alam. Hutan alam yang telah tua dan mencapai klimaks dalam pertumbuhannya sangat sedikit menyerap CO2, karena hutan tua telah mencapai keseimbangan dimana tingkat pembentukan dan pelapukan berimbang. Pada hutan alami, bila satu pohon tua tumbang akan membentuk celah yang memungkinkan sinar matahari masuk ke permukaan tanah sehingga memungkinkan beberapa tumbuhan baru (sapling) tumbuh. Tumbuhan baru ini terus tumbuh hingga ukurannya mencapai ukuran pohon yang telah tumbang tersebut. Jadi hutan secara keseluruhan merupakan mosaik dari berbagai umur dan macam vegetasi yang akan mencapai keseimbangan antara karbon yang hilang dan yang diakumulasi, asalkan celah yang terbentuk hanya pada skala kecil. Bila banyak hutan alam harus diremajakan misalnya setelah ada kejadian bencana alam angin topan atau karena ada kebakaran, maka keseimbangan baru akan terbentuk tetapi waktu yang dibutuhkan sangat lama. Maka perbedaan antara NEP dan NBP menjadi sangat penting. Hal ini menjadi sumber perdebatan apakah hutan Amazon di Brazil merupakan rosot karbon atau bukan. Hasil pengukuran karbon pada hutan tua di Amerika Tengah dan kepulauan Karibia selalu meningkat setiap waktu. Tetapi harus diingat bahwa hutan-hutan tersebut masih dalam fase pemulihan setelah adanya bencana badai.

Guna menghindari kompleksitas batasan yang disebutkan di atas, maka pemantauan penyerapan karbon dari atmosfer ini selanjutnya diukur dari besarnya cadangan karbon yang ada dalam satu bentang lahan yang mencakup berbagai sistem penggunaan lahan dengan berbagai macam penutupan lahan.