Леса научились адаптироваться к высокому уровню углерода в воздухе: деревья теперь становятся толще
Недавнее исследование показало, что зрелые леса могут адаптироваться к повышению уровня CO2, увеличивая производство древесины. Это опровергает прежние теории о том, что они не обладают таким потенциалом. Открытие подчеркивает важность старых лесов и их роль в борьбе с изменением климата.
Зрелые леса играют роль в борьбе с изменением климата — они извлекают углекислый газ (CO2) из атмосферы и связывают его с новой древесиной. В исследовании ученые продемонстрировали, что старые деревья могут значительно увеличить производство древесной биомассы в ответ на повышение уровня CO2, что опровергает прежние представления о зрелых лесах.
Результаты, полученные в ходе эксперимента BIFoR FACE, подчеркивают потенциал зрелых лесов выступать в качестве поглотителей углерода и способствовать смягчению последствий изменения климата, а также указывают на необходимость устойчивого управления лесами и политической поддержки.
Исследователи обнаружили, что старые деревья реагируют на повышение уровня CO2 в атмосфере увеличением производства древесной биомассы, вопреки существующим теориям о неспособности зрелых лесов на такую реакцию.
Эксперты также обнаружили, что воздействие повышенного уровня парникового газа увеличило производство древесины в среднем на 9,8% за семилетний период. Соответствующего увеличения производства таких материалов, как листья или тонкие корни, которые относительно быстро выделяют CO2 в атмосферу, обнаружить не удалось.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Climate Change, подтверждают роль зрелых лесов как среднесрочных (на десятилетия) хранилищ углерода и естественных климатических решений — благодаря данным длительного эксперимента по обогащению атмосферного воздуха CO2 (FACE), проведенного в Институте лесных исследований (BIForR) Бирмингемского университета в центральной Англии.
Исследователи из BIFoR провели эксперимент FACE в 180-летнем лиственном лесу, в котором преобладает 26-метровый черешчатый дуб. Из шести участков диаметром 30 метров три подвергались воздействию повышенного уровня CO2, а остальные три участка служили контрольными.
«Наши результаты опровергают мнение, что старые, зрелые леса не могут реагировать на повышение уровня CO2 в атмосфере, но то, как они реагируют, вероятно, зависит от поступления питательных веществ из почвы», — сказал ведущий автор исследования профессор Ричард Норби из Бирмингемского университета.
«Данные BIFoR FACE о значительном увеличении производства древесной биомассы подтверждают роль зрелых, давно сформировавшихся лесов как естественного решения проблемы климата в ближайшие десятилетия, в то время как общество стремится снизить свою зависимость от углерода», — добавил он.
Эксперименты FACE имитируют будущий состав атмосферы и предоставляют данные о взаимодействии между лесами, атмосферой и климатом. Предыдущие эксперименты показали, что продуктивность лесов может увеличиваться при повышенном содержании CO2, но они проводились на плантациях молодых деревьев, что ставит под сомнение возможность такой же реакции со стороны более старых деревьев.
«Мы считаем, что эти результаты, полученные на полпути нашего пятнадцатилетнего эксперимента BIFoR FACE, окажутся бесценными для политиков по всему миру, которые борются со сложностями изменения климата», — сказал соавтор и директор BIFoR профессор Роб Маккензи из Бирмингемского университета.
«Эксперименты FACE, подобные нашему, закладывают основу для прогнозов будущих концентраций CO2 в атмосфере и тем самым значительно повышают уверенность при принятии политических решений. Но даже если увеличение роста деревьев приведет к среднесрочному увеличению накопления углерода в лесах, это ни в коем случае не повод откладывать сокращение потребления ископаемого топлива», — добавил он.
Эксперимент BIFoR FACE начал изменять атмосферу вокруг леса в 2017 году и измерил влияние повышенного уровня CO2 на производство древесины с помощью лазерного сканирования для преобразования измеренных диаметров деревьев в массу древесины.
Ученые рассчитали общий рост леса (так называемую чистую первичную продуктивность, NPP), объединив производство древесины дубами и деревьями подлеска с производством листьев, тонких корней, цветов и семян и даже с количеством биологически активных соединений, выделяемых корнями.
Исследователи обнаружили, что NPP в условиях повышенного содержания CO2 на 9,7% и 11,5% больше, чем в условиях окружающей среды в 2021 и 2022 году соответственно, то есть увеличивается примерно на 1,7 тонны сухого вещества на гектар в год. Большая часть этого прироста была обусловлена производством древесины, а производство тонкокорневой и листовой массы не изменилось.
Если рассматривать это дополнительное накопление углерода в лесах в контексте, то на гектаре и за год оно эквивалентно 1% CO2, выбрасываемого одним коммерческим пассажирским самолетом, совершающим полет в одну сторону из Лондона в Нью-Йорк. Общее количество углерода, поглощенного многолетним лесом на гектар в год, в десять раз больше. Эти значения дают некоторое представление о масштабах охраны и управления лесами, необходимых для компенсации даже основных выбросов от ископаемого топлива.
Эксперимент BIFoR FACE будет продолжаться до 2030-х годов, чтобы проанализировать долгосрочные реакции и взаимодействие между углеродом леса, другими питательными веществами растений и лесной пищевой сетью.
Ранее исследование, проведенное Университетом Восточной Англии (UEA) и Плимутской морской лабораторией (PML), показало, что Южный океан поглощает больше углекислого газа (CO2), чем считалось ранее. Прямые измерения воздух — море показывают, что предыдущие модели недооценивали поглощение CO2, чем подчеркивается необходимость более точных оценок климата.
