spot_img

Леса и климат – палка о двух концах

текст: Кристина Симонова, фото: publicdomainpictures.net, freepik.com

Выставки

Глобальное потепление приводит к расширению территории мировых лесов – деревья и кустарники начинают расти там, где еще «вчера» была вечная мерзлота. Однако этой тенденции рады далеко не все. Поглотители углерода, деревья, также способны еще больше нагревать планету.

На берегу Северного Ледовитого океана – территории, где традиционно проживают коренные жители северной Сибири ненцы-оленеводы, начала оттаивать тундра и прорастать деревья. Ивы, высота которых еще поколение назад с трудом доходила по колено, теперь вырастают в высоту до 3 метров. Эти наблюдения подтверждают и исследования: в Ненецком автономном округе сегодня насчитывается в четыре раза больше деревьев, чем на момент официальной инвентаризации в 1980-х годах.
Деревья на территории когда-то вечной мерзлоты растут неоднородно: где-то наступают широким фронтом, в других же местах появляется лишь несколько побегов.

Однако, очевидно, что по мере потепления климата по всему полярному кругу деревья начинают занимать все большие площади. Так, в Норвегии береза и сосна все увереннее продвигаются в направлении к Северному полюсу, оттесняя тундру. На Аляске ель вытесняет мох и лишайник. Появление новых лесов на месте, где сотни лет до этого была одна лишь тундра, не ограничивается только лишь Крайним Севером. В более низких широтах ряда теплых и засушливых регионов также наблюдается всплеск роста деревьев.

Тундра отступает

На фоне растущей обеспокоенности относительно глобального потепления эти данные могли бы показаться отличной новостью. Ведь леса обладают охлаждающим эффектом, выделяя органические соединения и водяной пар, которые способствуют образованию облаков. Более того, быстро растущие деревья будут поглощать больше атмосферного углерода и удерживать его в древесине. Однако расчет воздействия лесов на климат далеко не однозначен. Как показывают новые исследования, средняя температура в мире с большим количеством лесов не обязательно будет более низкой. Вероятен обратный эффект – новые леса могут усилить потепление в некоторых районах, например, за счет уменьшения количества солнечного света, отражаемого в космос. Со временем это может свести на нет любые преимущества в поглощении углерода.

Леса и климат – палка о двух концах
Тропический лес

Чтобы достоверно спрогнозировать, как леса повлияют на климат, исследователи должны опираться не только на текущие тенденции, такие как обезлесение, но и прогнозировать, как могут повлиять на леса и другие важные факторы – такие как лесные пожары и высокие температуры. А это требует пересмотра подхода к исследованиям в целом, где исторически большое внимание уделяется убыткам баланса, например, путем количественной оценки неуклонной эрозии тропических лесов (одного из основных поглотителей углерода на планете). Так, самый большой тропический лес в мире, в Амазонии, сократился с 1970-х годов из-за вырубки лесов на 18%. Медленно, но верно, сбываются прогнозы о том, что из глобального поглотителя углерода Амазония может превратиться в его новый источник. Если температура в регионе повысится на 4°C, общее накопление углерода в бассейне региона может сократиться на одну треть в ближайшие десятилетия.

В то же время некоторые тропические леса продолжают поглощать большое количество углерода. Например, нетронутые низинные леса на острове Борнео содержат в среднем на 20 тонн углерода больше, чем в 1958 году, в основном из-за CO2. Однако если говорить в целом, продолжающееся потепление работает все же против тропических лесов – речь даже о тех лесах, которые еще не повреждены. Даже если не брать в расчет вырубки таких лесов, их способность улавливать CO2 достигла пика в 1990-х годах и с тех пор снизилась на одну треть. Снижение началось в Амазонии, а с 2010 года распространилось на тропическую Африку.

«Удобряющий эффект» CO2

Исследования в разных странах все более глубоко изучают эффект, благодаря которому высокие уровни CO2 помогают лесам увеличивать биомассу. Например, по некоторым данным, с 1982 года от четверти до половины мест с растительностью на планете показали увеличение площади листьев, тогда как снижение показали только 4%. CO2 – основной газ, согревающий планету, который позволяет растениям эффективнее использовать воду и расти на более сухих почвах. Таким образом, на «удобряющий эффект» CO2 приходится 70% увеличения биомассы лесов в мире.

Леса и климат – палка о двух концах
Лесной пожар

В будущем большее количество CO2 также приведет к тому, что леса расширятся на новые территории – таковы результаты цифрового моделирования. Так, одно из них наглядно показало, что потепление климата с одной стороны привело к глобальному сокращению растительности, но с другой – потери в тропиках от перегрева превышают нетропические выгоды от более продолжительных вегетационных периодов. В целом, повышение уровня CO2 примерно вдвое по сравнению с доиндустриальным уровнем увеличило глобальный лесной покров на 15%. Как показывают прогнозные модели, увеличения биомассы произошло в первую очередь в бореальных лесах на севере, где более продолжительный вегетационный период и таяние вечной мерзлоты помогают деревьям укреплять свои позиции. Но леса также распространились и в засушливых континентальных районах субтропиков.

Впрочем, есть и те, кто подвергает сомнению оптимистичные прогнозы относительно будущего расширения лесов. Главная, по их мнению, проблема – прогнозные модели не учитывают другие факторы. Например, чтобы удовлетворить растущий спрос на продукты питания и ресурсы может ускориться вырубка лесов, что сведет на «нет» любые глобальные достижения. А нехватка основных питательных веществ в почве, таких как фосфор, может нейтрализовать «удобряющий эффект» CO2, особенно в тропических лесах.

Большой вопрос заключается и в том, как более теплый и сухой климат повлияет на лесные пожары. Как показывают прогнозные моделирования, изменение климата повысит риск возникновения пожаров в тропических и умеренных лесах. Убытки также могут понести и бореальные леса. Впрочем, в случае последних, ученые говорят о так называемом «эффекте феникса» – ситуации, при которой пожары могут позволить некоторым бореальным лесам накапливать больше углерода. Эффект объясняется тем, что восстанавливающаяся после пожаров растительность может создавать более густые насаждения, а также состоять из более сильных и лучше приспособленных к пожарам видов деревьев. Это явление широко распространено в западной части Северной Америки и на Дальнем Востоке России. В Сибири пожары способствовали распространению лесов на север в тундру – уничтожая мох и лишайник, огонь тем самым позволяет семенам деревьев достигать почвы.

Горячо-холодно

По какому бы сценарию ни начали развиваться события, ни у кого нет сомнений в том, что леса могут помочь охладить нижние слои атмосферы. Один из способов сделать это – перемещать большое количество влаги из почвы в воздух. Обычное дерево может «выпотевать» до 100 литров воды каждый день, а примерно 3 триллиона деревьев на планете ежегодно выделяют около 60 тыс кубических километров, что эквивалентно затоплению всей территории США примерно 6 метрами воды.

Это испарение охлаждает воздух, так как для преобразования жидкой воды в пар требуется энергия. Выделяемый пар вместе с другими органическими соединениями, производимыми деревьями, помогает создавать облака, которые могут снижать температуру. Относительная шероховатость полога леса также способствует снижению температуры. Листья и ветки заставляют воздушные потоки закручиваться и смешиваться, помогая рассеивать тепло выше в атмосферу. В настоящее время вместе эти два процесса помогают охладить поверхность Земли на 0,4–0,6 °C.

Леса и климат – палка о двух концах
Великая зеленая стена в Африке

Однако параллельно развивается и противоположная тенденция: леса также могут согревать планету, в первую очередь за счет изменения отражательной способности (альбедо) поверхности земли. Блестящие поверхности, такие как свежий снег, имеют альбедо от 0,8 до 0,9 (по шкале от нуля до единицы) – это означает, что они отражают большое количество солнечной энергии обратно в космос. Непрерывная же крона широколиственных деревьев, напротив, может иметь альбедо всего 0,15 – то есть, деревья поглощают солнечную энергию и излучают ее уже в виде теп­ла. Полог хвойных может иметь еще более низкое альбедо: 0,08.

Ожидается, что в бореальных и высокогорных регионах, где выпадает много снега, расширение лесов окажет серьезное влияние на альбедо, поскольку темные пологи заменят заснеженные поверхности. В засушливых же регионах сдвиг может быть значительным, поскольку деревья затеняют песчаные или каменистые почвы с высокой отражающей способностью.

Определиться со стратегией

Если говорить в целом, новые леса, вероятно, окажут наибольшее влияние на потепление в высоких широтах и на больших высотах, где лежит обширный и долговечный снежный покров, а из-за низких температур деревья растут медленнее, что снижает их способность улавливать углерод. Например, одно из проведенных в Соединенных Штатах исследований показало, что в течение 100 лет леса, растущие в Скалистых горах, будут вызывать потепление, в то время как леса, растущие в более низких, менее снежных районах к востоку от Реки Миссисипи и на побережье Тихого океана, вызовут охлаждение. При этом воздействие отчасти обусловлено жизненным циклом леса. Например, молодой лес может нагревать атмосферу из-за эффекта альбедо. Но по мере того, как деревья стареют и накапливают больше углерода, наблюдается обратное действие.

Неопределенность относительно влияния новых лесов на климат представляет собой не только научную проблему. Вопрос этот актуален и с точки зрения стратегии. Например, лишь немногие крупномасштабные проекты по посадке деревьев оценивают потенциальные негативные последствия изменения альбедо для климата. В результате такие инициативы по озеленению могут иметь неприятные последствия и в конечном итоге привести к размещению деревьев в местах, которые не способствуют охлаждению климата.

Возникает вопрос и о том, как правительства должны учитывать новые леса, подсчитывая свой вклад в соблюдение глобальных климатических соглашений, таких как Парижское соглашение. Как правило, за защиту или расширение своих лесов страны получают углеродный кредит. Россия, например, подсчитала, что примерно четверть ее выбросов от ископаемого топлива компенсируется ее огромными поглощающими углерод лесами.

Но что, если новые леса ускорят потепление в долгосрочной перспективе, а не замедлят его? Должны ли страны и в этом случае получать углеродные кредиты? Такие вопросы только подчеркивают важность глубокого понимания того, как взаимодействуют леса и климат Земли.Алексей Панов: особое внимание в этом году будет уделено выполнению противопожарных мероприятий в лесах

spot_img
spot_img
spot_img

Читайте также:

spot_img