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Afforestation is not a solution to mitigate CO2 emissions

October 17th, 2019 No comments

“I cannot think of a more tasteless undertaking than to plant trees in a naturally treeless area, and to impose an interpretation of natural beauty on a great landscape that is charged with beauty and wonder, and the excellence of eternity.” – Ansel Adams


Some scientific articles and many newspapers and magazines have spread the idea that planting many trees would be one of the best and most natural ways to fight against climate change. This is because trees fix CO2 through photosynthesis and thus they could lower the atmospheric CO2 concentration. To revert the current CO2 levels, if possible at all, would require the tree plantation to be massive and global. However there is increasing evidence that a massive afforestation is not a solution for mitigating CO2 emissions, and in fact, it could be detrimental, especially in a warming world. Here are the main reasons:

  • Planting trees in grasslands, savannas, shrublands and other open ecosystems (those potential for massive afforestation) would imply a large loss of biodiversity. Many of these environments are ancient, with many endemics to open ecosystems, i.e., species that are shade-intolerant o require large open spaces [1].
  • Potential carbon fixation by afforestation, as estimated by those advocating for massive tree plantations, is largely overestimated. For instance, they often assume that treeless ecosystems do not store C, while many of these ecosystems store a lot of C below-ground (savannas, shrublands, peatlands, …). They also neglect that forest in boreal and high mountain environments absorb more sunlight (reduce albedo) and emit more heat than treeless ecosystems (especially when snowy), and thus they exacerbate global warning. Similarly massive afforestation in arid ecosystems could also reduce albedo (increase darkness). After accounting for all these and other details [2-5], the potential C fixation estimates by afforestation become much lower than previously thought.
  • There are physiological limits to increase ecosystem photosynthesis, and the increase is very slow (compared with the anthropogenic CO2 release). Any increase would require huge amount of water and the concomitant increase in respiration [6].
  • Many of the potential sites for afforestation are in dry seasonal climate, and thus prone to fire, if fuel is available. Massive afforestation would increase the amount and continuity of fuels (landscape homogeneization), increasing the chance of large and intense fires (i.e., abruptly releasing large amounts of CO2); this is already happening with other afforested areas (e.g., 2017 fires in Portugal and Chile [7]). They would also be prone to diseases and insect outbreaks, especially given the ongoing warming.
  • Massive afforestation would reduce land availability for agriculture and grazing; it would also consume a lot of water [8]. All this would trigger a number of socio-economic impacts (e.g., rural depopulation), especially in poor countries.
  • Massive afforestation would be very expensive, yet would not make much C fixation during the next two or three decades (small trees don’t store much C). For C fixation it would be more efficient (and sustainable) to stop deforestation (i.e., to conserve mature forests with trees that are currently fixing C [9]), i.e., to pay subsides to owners or countries for conservation (e.g., Amazon, Indonesia, etc.).

There is no scientific evidence to support massive afforestation to fight against climate change. And we should not get distracted from the urgent actions needed: to drastic reduce fossil fuel use, to invest in alternative energy sources, to stop deforestation and ecosystem destruction, and to restore natural ecosystems.

Note that this message is not against tree plantations per se (e.g., for wood, food, fiber, for improving urban quality, etc.), but to emphasize that all the evidence points against massive afforestation as part of the solution for CO2 mitigation. For instance, planting trees in urban areas would contribute little to CO2 fixation, but have many other benefits, such as reducing the urban heat effect, filtering pollution, improving urban biodiversity and mental health for people, and even reducing the local climate change [10].

Left: species poor afforestation in southern Bulgaria; it burned with a high intensity fire 50 years after plantation (the Kresna fire, 2017). Right: species rich forest-savanna mosaic with frequent natural low intensity fires. Photos: JG Pausas, WJ Bond (from [11])


[1] Bond et al. 2019. The trouble with trees: Afforestation plans for Africa. Trends Ecol. Evol. doi:10.1016/j.tree.2019.08.003

[2] Veldman et al. 2019. On “The global tree restoration potential”. Science 366 (6463) 18 Oct 2019 [doi | link] + see also in the same issue: Lewis et al. [link], Friedlingstein et al. 2019 [link], Luedeling et al. [link], Delzeit et al. [link]

[3] Krause et al. 2019. Pitfalls in estimating the global carbon removal via forest expansion. bioRxiv 788026.

[4] Taylor SD & Marconi S. 2019. Rethinking global carbon storage potential of trees. bioRxiv 730325.

[5] Rahmstorf S. 2019. Can planting trees save our climate? RealClimate

[6] Baldocchi, D. & Peñuelas, J. (2019) The physics and ecology of mining carbon dioxide from the atmosphere by ecosystems. Glob. Change Biol., 25, 1191-1197.

[7] Chile 2017 fires: fire-prone forest plantations, | Incendios en Chile 2017,

[8] Feng et al. 2016. Revegetation in China’s Loess Plateau is approaching sustainable water resource limits. Nature Clim Chan. 6, 1019–1022.

[9] Stephenson et al. 2014. Rate of tree carbon accumulation increases continuously with tree size. Nature 507: 90-93 [see also: link]

[10] Pausas J.G., Millán M.M. 2019. Greening and browning in a climate change hotspot: the Mediterranean Basin. BioScience 69: 143–151. [doi | oup | blog | pdf]

[11] Pausas J.G. & Bond W.J. 2019. Humboldt and the reinvention of nature. J. Ecol. 107: 1031-1037. [doi | jecol blog | jgp blog | pdf]  

Further readings: Texas AgriLife | Wired | Yale e360 | CSIC

Update (2020) additional recent references:

Anderegg et al. 2020. Climate-driven risks to the climate mitigation potential of forests. Science, 368(6497).

Friggens et al. 2020. Tree planting in organic soils does not result in net carbon sequestration on decadal timescales. Global Change Biol. 26:5178–5188

Gómez-González S, Ochoa-Hueso R, & Pausas JG. 2020. Afforestation falls short as a biodiversity strategy. Science, 368(6498), 1439–1439. doi: 10.1126/science.abd3064

Goodell J. 2020. Why Planting Trees Won’t Save Us. Rolling Stone 25/6/2020.

Heilmayr et al. 2020. Impacts of Chilean forest subsidies on forest cover, carbon and biodiversity. Nature Sustain, 1–9. doi: 10.1038/s41893-020-0547-0

Jiang et al. 2020. The fate of carbon in a mature forest under carbon dioxide enrichment. Nature 580: 227-231. (evidence of the limited role of forests and plantations for CO2 mitigation)

Wang et al. 2020. Assessing the water footprint of afforestation in Inner Mongolia, China. J. Arid Environ, 182, 104257.

Bond, W. 2020. Myth-busting forests:

Llutxent y la pérdida de suelo

October 30th, 2018 2 comments

Después de un incendio, lo peor que puede ocurrir es que haya pérdida de suelo. Por ello se aconseja visitar pronto las zonas afectadas con el fin de detectar puntos donde es posible que esto ocurra, y en su caso, poder aplicar medidas para evitarlo. En la zona mediterránea las zonas con posible pérdida de suelo suelen ser puntuales dentro del área afectada por el incendio. Estas zonas sensibles suelen estar asociadas a pendientes pronunciadas, suelos poco pedregosos, texturas arenosas, bancales abandonados, etc.. Entre las medidas para evitar la pérdida del suelo se incluye cubrir la parte sensible con paja o similar (empajado o mulching, que evita el contacto directo de las gotas de agua con el suelo), la siembra de hierbas de crecimiento rápido, o la colocación de troncos en fajas para reducir los movimientos de suelo.

En el pasado agosto ardieron unas 3200 ha en el incendio de Llutxent, afectando principalmente a los municipios de Llutxent, Gandia y Pinet (provincia de Valencia). Poco después del incendio se iniciaron acciones para proteger el suelo de la erosión, tales como la corta de pinos muertos y su colocación en el suelo en fajas. Sin embargo, estas acciones se están aplicando de forma generalizada, incluyendo zonas muy pedregosas y con poca pendiente (ver fotografías), o donde la regeneración de la vegetación es buena. En estas zonas no es previsible que haya erosión, y por lo tanto esta acción parece ecológica y económicamente innecesaria. En algunos casos, podría ser perjudicial si las acciones realizadas afectan a la regeneración natural. De hecho, con las lluvias de las semana pasadas, ya se podría evaluar si realmente ha servido para algo estas acciones y si vale la pena continuarlas.


Acciones que se están realizando en la zona afectada por el incendio de Lutxent (fotos tomadas en septiembre y octubre, 2018, por R. Badenes y J.G. Pausas).


Actualización, 27 Nov 2018: Hace unas semanas en Llutxent llovió entre 300-600 mm en pocos días, y no se ha observado erosión en sitios pedregosos y poco inclinados. A pesar de esto, se sigue aumentando las fajas para frenar la erosión … (pincha en la foto para ampliar)


Más información:


Reflexiones para la restauración posincendio en Chile

March 28th, 2018 No comments

A principios de septiembre de 2017, tuve la oportunidad de visitar algunas de las zonas afectadas por los grandes incendios ocurridos en Chile durante el verano austral (finales del 2016 e inicios del 2017). Aquí un resumen de esa visita.

Algunas reflexiones de esa visita:

Pausas J.G. 2017. Reflexiones para la restauración ecológica: visita a las zonas afectadas por incendios en la región de O’Higgins (Chile central). Chile Forestal, 387:51-53 [pdf | conaf]


Vídeo ilustrativo (realizado por la CONAF):


Ejemplos de la regeneración de la vegetación nativa: rebrotes 7 meses posincendio (pinchar para ampliar)


Regeneración de las plantaciones: 7 meses posincendio


Más información sobre incendios forestales en Chile

Agradecimientos: Cristian Ibáñez (Unversidad de La Serena), Andrés Meza (CONAF), Susana Paula (Universidad Austral)

Incendios Chile 2017: restauración y regeneración

September 17th, 2017 No comments

Los incendios del verano 2016/2017 en Chile central afectaron alrededor de unas 600,000 ha [1]. Ahora, y como es natural, la sociedad demanda la restauración urgente de los ecosistemas nativos afectados (>60% de la zona afectada fueron plantaciones forestales [1,2]). La restauración ecológica debe estar basada en el conocimiento, y no se debe realizar de manera generalizada y arbitraria. Una restauración inapropiada es un gasto económico innecesario y a veces incluso perjudicial para el ecosistema; por ejemplo, realizar plantaciones con maquinaria pesada en un ecosistema donde muchas plantas rebrotan después del incendio puede ser contraproducente, ya que puede limitar la regeneración natural. Por lo tanto, las acciones de restauración ecológica requieren de un diagnóstico del terreno previo [3] en el que se evalúe el potencial de erosión del suelo, el potencial de regeneración natural, y la potencial pérdida de especies (incluyendo los efectos de posibles especies invasoras posincendio). Las acciones de restauración deben ser específicas para cada una de las zonas donde se detecten estos problemas dentro del perímetro incendiado. Probablemente no se requerirá restauración alguna, aunque si un control del pastoreo, en aquellos sectores en los que no haya peligro de pérdida de suelo y la regeneración de la vegetación y de la mayoría de especies no esté comprometida. Se requieren actuaciones urgentes en zonas con pérdida potencial de suelo. Y en zonas sin riesgo de erosión, pero con pérdida de especies, se requieren acciones restaurativas a medio-largo plazo (por ejemplo, plantaciones con especies nativas).

A inicios de septiembre de 2017 (6–7 meses después de los incendios) muchas de las especies del matorral esclerófilo afectado por los incendios estaban rebrotando (fotos abajo); algunas otras estaban germinando (p.e., el tevo), aunque la mayoría de germinaciones observadas eran plantas herbáceas. También se observaron pies de especies arbustivas que no habían rebrotado (y que no se pudo determinar la especie), aunque no se puede asegurar que no lo hagan en los próximos meses. Sería interesante saber si en los sectores quemados hay especies que no rebrotan ni germinan después del incendio, pues las poblaciones de estas especies si habrían sido gravemente perjudicas por el fuego, y serían las especies a considerar en una restauración ecológica de la zona.

Fotos: Ejemplos de especies que estaban rebrotando a inicios de septiembre (7 meses después de los incendios): A: Tevo (Trevoa trinervis); B: Litre (Lithraea caustica); C: Quillaia (Quillaja saponaria); D: Bollén (Kageneckia oblonga); E: Mitique (Podanthus mitiqui); F: Patagua (Crinodendron patagua); G: Berberis sp.; H: Boldo (Peumus boldus).

[1] Incendios en Chile 2017,
[2] Chile 2017 fires: fire-prone forest plantations,
[3] Investigador aborda desafíos de la restauración ecológica tras los incendios en Chile;

Más información sobre: incendios en Chile | rebrote |