Секвестр углерода: возраст леса – не главный фактор

Вопреки распространенному мнению, возраст лесных экосистем не является единственным или даже главным фактором, определяющим их способность накапливать и удерживать углерод. Новое исследование, проведенное на базе Биологической станции Мичиганского университета, показывает, что процесс секвестрации углерода гораздо сложнее и многограннее, чем предполагалось ранее.

Исследователи установили, что на объемы углерода, накапливаемого как над землей, так и в почве, гораздо сильнее влияет совокупное действие нескольких факторов: структуры леса, состава сообществ деревьев и грибов, а также биогеохимических процессов в почве. Эти взаимосвязанные элементы играют более значительную роль, чем считалось до сих пор.

Данная работа, результаты которой опубликованы в журнале Ecological Applications, объединила усилия более ста ученых со всей страны. Они использовали данные многолетних исследований, проводившихся на исторической полевой станции в Пеллстоне, штат Мичиган. Станция, основанная в 1909 году и занимающая площадь более 10 000 акров, предоставила уникальную возможность для изучения различных лесных участков.

В фокусе внимания оказались старовозрастные эталонные леса, сформировавшиеся еще в 19 веке, участки, подвергшиеся вырубке в начале 20 века и с тех пор не тронутые, а также территории, пережившие последующие рубки или пожары. Синтезом и анализом десятилетий наблюдений руководил Люк Нейв, научный сотрудник Колледжа лесных ресурсов и наук об окружающей среде Мичиганского технологического университета.

Люк Нейв поясняет, что время само по себе не управляет углеродным циклом. Он сравнивает время с игровым полем, где правила задаются такими параметрами, как структура крон, состав древесных и микробных сообществ, а также доступность азота в почве. Это означает, по его словам, что именно изменения в этих факторах определяют траекторию накопления углерода в лесу, независимо от скорости этих изменений или того, вызваны ли они управленческими мерами или происходят естественным путем.

Исследование опиралось на обширный массив данных, собранных и сгенерированных командой на протяжении десятилетий на Биологической станции Мичиганского университета. Важную роль сыграла инфраструктура, включая 45-метровую вышку AmeriFlux. Эта вышка является частью сети инструментальных станций в Северной, Южной и Центральной Америке, измеряющих потоки углекислого газа, воды и энергии между земной поверхностью и атмосферой. Станция UMBS, одна из крупнейших и старейших непрерывно действующих полевых исследовательских станций в США, управляет двумя такими вышками у озера Дуглас, которые предоставляют долгосрочные данные о динамике углерода в лесах.

Опубликованное исследование охватило широкий спектр наборов данных, собранных в зоне действия измерительных вышек и на других участках станции. Анализировалось все: от дыхания почвы, состава грибных сообществ и продукции корней до листового опада, запасов углерода и активности почвенных ферментов.

Джейсон Таллант, менеджер данных и специалист по исследованиям на станции UMBS, соавтор исследования, выражает удовлетворение результатами, отмечая, что это итог большой работы, длившейся много лет. Он добавляет, что на Биологической станции Мичиганского университета много усилий прилагается к обработке и оцифровке данных, и приятно видеть, как команда по синтезу углерода использует исторические наборы данных и анализирует информацию о секвестрации углерода в реальном времени, чтобы пролить свет на происходящее в лесах и обосновать будущее управление ими.

Ученые приходят к выводу, что управление лесами – это гораздо больше, чем просто управление их возрастом. Прямо или косвенно, это означает управление структурой (надземной и подземной), составом (растений и микробов) и взаимосвязями между компонентами экосистемы, включая их функциональные и биогеохимические последствия.

Люк Нейв предупреждает, что при нынешних темпах изменений климата, состояния лесов, нарушений и состава древесных пород управление лесами будет постоянно сталкиваться с новыми вызовами и ограничениями. Он считает, что то, что было верно десять или двадцать лет назад, уже нельзя принимать за истину.

В качестве примера он приводит участки Burn Plots: выгоревший в 1998 году участок сейчас представляет собой процветающий молодой осинник после сплошной рубки, а участок, выгоревший в 2017 году, демонстрирует неудачу возобновления. Он замечает, что хотя 19 лет могут показаться небольшим сроком для дерева, в современном мире это значительный период. По его мнению, исследователи и управляющие, применяющие целостный экосистемный подход, как в данном исследовании, смогут легче понять изменения последних десятилетий и определить меры для сохранения лесов.