گازهای گلخانه ای که مشتمل بر CO2، CH4،N2O ، O3 و غیره می باشند در لایه تروپوسفر (Teroposphere) قرار دارند. در این لایه با افزایش گازهای گلخانه ای دما بالاتر می رود، زیرا این گازها نسبت به نفوذ نور خورشید نفوذ پذیر بوده و نور خورشید پس از برخورد با سطح زمین طول موجهای بلند مادون قرمز را ساطع می کند که در برخورد با لایه گازهای گلخانه ای مجدداً به سطح زمین بازتاب و سبب افزایش دما می شود
گرم شدن هوا یک پدیده جهانی است. افزایش ممتد گازهای گلخانه ای، نظیر گاز کربنیک، در اتمسفر زمین در دهه های اخیر، حاصل مصرف رو به ازدیاد سوخت های فسیلی، پاک تراشی و از بین بردن جنگلها، چرای بیرویه مراتع، تولید سیمان، تغییر کاربری اراضی و سایر فعالیت های منجر به توسعه در زندگی بشر است. در۱۵۰ سال اخیر مقدار CO2 موجود در اتمسفر در اثر فعالیتهای انسانی افزایش یافته است و میزان آن از PPmv288 در سال ۱۸۵۰ (قبل از انقلاب صنعتی) به PPmv ۳۶۷ در سال ۱۹۹۸ رسیده است. بنابراین حدود ۲۲% از CO2 کنونی موجود در اتمسفر در اثر مجموعه فعالیتهای انسانی بوجود آمده است. مقدار گاز کربنیک اتمسفر بیش از ۷۲۰ میلیارد تن برآورد شده است. تولید گاز کربنیک در چرخه طبیعت، معادل ۲۰۰ میلیارد تن در سال می باشد. این مقدار توسط گیاهان و اقیانوسها، از اتمسفر دریافت و حاصل آن تعادل چرخه گاز کربنیک در طبیعت است. فعالیت های بشر در دهه های اخیر در این تعادل اختلالاتی بوجود آورده است و مقدار آن معادل ۸ میلیارد تن در سال است که حدود ۶ میلیارد تن آن از مصرف سوختهای فسیلی حاصل می شود (۸/۱ میلیارد تن در صنایع تولید برق، ۲/۴ میلیارد تن در حمل و نقل)، از این مقدار، ۵/۴ میلیارد تن مجددا به طبیعت باز می گردد و باقیمانده آن، یعنی ۵/۳ میلیارد تن، بر مقدار گاز کربنیک هوا افزوده می شود. با این حال، تخمین تولید گاز کربنیک در سالهای آینده، کاری دشوار است، زیرا که بستگی زیادی به سیاست کشورها، سازمانهای بین المللی، تکنولوژی، وضعیت اقتصادی و نرخ رشد جمعیت انسانی دارد. به هرحال مطالعات نشان می دهد که در سال ۲۱۰۰، در صورتی که کنترلی بر تولید گاز کربنیک اعمال نشود، تراکم گاز کربنیک آنقدر در اتمسفر بالا خواهد رفت تا اینکه مقدار آن ۱۵۰ % بیش از حد فعلی می شود.
تحقیقات متعدد نشان داده که پدیده گرم شدن هوا اثرات مخربی بر حیات روی کره زمین دارد. افزایش وقوع سیل و خشکسالی، افزایش آلودگی هوا، افزایش بیماریها و مرگ زودرس، در اثر به هم خوردن نسبت گازهای موجود در اتمسفر از جمله میزان CO2 اتفاق افتاده و یا در حال وقوع است.
۱-۲- کاهش گازهای گلخانه ای و ترسیب کربن
از سال۱۹۷۸ (کنفرانس استکهلم)، بشر به فکر اصلاح روند توسعه و جلوگیری از عوارض منفی آن از جمله تخریب اکوسیستمهای طبیعی، کاهش تنوع زیستی، افزایش آلودگی هوا، تغییرات اقلیمی و کاهش پتانسیل تولیدی اراضی طبیعی و زراعی افتاد. دومین کنفرانس مهم در این زمینه، نشست سران زمین در سال ۱۹۹۲ در ریو دوژانیرو برزیل بود که به مسائل فوق الذکر توجه بیشتری معطوف گردید و طی دستورالعمل ۲۱ ((Agenda 21 کشورهای امضاء کننده پیمان مذکور، موظف به رعایت مفاد دستورالعمل مذکور در جهت دستیابی به توسعه پایدار جامع نگر شدند.
در سال ۱۹۹۷ در کیوتو ژاپن کنوانسیون تغییرات اقلیمی با شرکت ۱۶۰ کشور جهان منعقد شد و در آن کشورهای صنعتی که بیشترین مقادیر گازهای گلخانه ای را وارد جو می نمایند، موظف به کاهش مقدار این گازها از جمله دی اکسید کربن هوا تا سال ۲۰۱۲ میلادی به حد کمتر از مقدار آن در سال ۱۹۹۰ شدند. گرچه آمریکا به عنوان بزرگترین تولید کننده گاز کربنیک جهان، تا کنون از زیر بار چنین تعهدی طفره رفته است، ولی به هر حال تحرک خوبی برای کاهش تولید گاز کربنیک در سایر نقاط دنیا آغاز شده است.
آنچه مسلم است تکنولوژی موجود قادر به کاهش گاز کربنیک نیست. بدیهی است که کشورهای صنعتی و به دنبال آن سایر کشورها، در پی دستیابی به روشهای کاهش انتشار دی اکسید کربن با استفاده از تکنولوژی جدید سازگار با محیط زیست که مواد آلاینده کمتری تولید می کند و همچنین افزایش ترسیب کربن در بافتهای خشبی گیاهی، خاک و آب اقیانوسها هستند. بدیهی است که در چنین شرایطی، اولا اکثر کشورها در رقابت دستیابی به تکنولوژی های قابل عرضه و فروش به دیگران هستند. در ثانی آنها در فکر روزی هستند که ممنوعیت استفاده از برخی صنایع تولید کننده گاز کربنیک، به صورتی عام درآمده و کشورها ملزم به پیروی از سیاست های کاهنده گاز کربنیک شوند. بنابراین، بیشتر سیاستمداران کشورها در تلاش هستند، تا به تناسب توسعه اقتصادی – اجتماعی در کشور متبوع، کاهش در تولید و نیز افزایش در ترسیب گاز کربنیک را در برنامه های خود بگنجانند.
از بین روشهای مرسوم، روش توسعه و گسترش پوشش گیاهان خشبی درختی، درختچه ای و بوته ای، بیش از سایر روشها کاربرد داشته و در حال حاضر به طور موثری برای کاهش گاز کربنیک موجود در هوا در نظر گرفته شده است. اگرچه میزان یا سرعت ترسیب کربن در اکوسیستمهای جنگلی مناطق حاره یا معتدل و مرطوب زیاد است، ولی به همان نسبت نیز سرعت فرآیندهای تجزیه شیمیایی و بیولوژیکی که موجب آزاد شدن دی اکسید کربن می شود، به دلیل بالا بودن رطوبت محیط زیاد است. بنابراین یکی از گزینه های مناسب جهت ترسیب کربن، مناطق خشک و نیمه خشک می باشند و افزایش میزان بیوماس گیاهان خشبی در این مناطق، به دلیل کاهش هزینه ترسیب گاز کربنیک دارای مزیت فراوان است. این موضوع موجب شده که سازمانهای بین المللی مانند FAO و UNDP این مناطق را برای اجرای برنامه های ترسیب کربن به منظور کاهش گازهای گلخانه ای و دستیابی به توسعه پایدار جامع نگر انتخاب نمایند.