Биоразнообразие играет значительную роль в хранении углерода в лесах, но на удивление меньшую, чем считалось ранее, говорится в новом исследовании, опубликованном в журнале Ecology Letters.
Проанализировав запасы углерода в умеренных и бореальных лесах, исследователи обнаружили, что разнообразие деревьев действительно влияет на количество углерода, хранящегося в данной части экосистемы. Но в отличие от предыдущих исследований исследователи обнаружили, что роль биоразнообразия относительно невелика по сравнению с другими особенностями леса и факторами окружающей среды, а в некоторых случаях даже может уменьшить накопление углерода.
Исследовательская группа под руководством Кэрол Адэр из Университета Вермонта и Дэвида Хупера из Университета Западного Вашингтона обнаружила, что климат, топография участка, время, прошедшее после пожара, и характеристики пород деревьев на каждом участке объясняют большую часть различия в хранении углерода в лесах в умеренных и бореальных лесах в Квебеке, Канада. Ален Пакетт из Университета Квебека в Монреале и Брюс Хангейт из Университета Северной Аризоны выступили соавторами исследования.
Воздействие биоразнообразия на накопление углерода не было тривиальным. Это увеличило накопление углерода живыми деревьями на 20 мегаграммов на гектар (Мг C на гектар), что составляет около одной трети углерода живых деревьев в среднем лесу (13% от общего количества углерода) - или равно углероду в 8 500 галлонов бензина. Однако гораздо большее влияние оказали другие факторы. Например, переход от хорошо дренированных к плохо дренированным участкам увеличил количество углерода в неразложившемся органическом веществе (листья, ветки и ветки) на лесной подстилке в среднем лесу более чем на 400%.
Исследователи также обнаружили, что разнообразие деревьев не всегда положительно влияет на накопление углерода в лесах. В то время как биоразнообразие увеличило содержание углерода в живых деревьях, оно уменьшило накопление углерода в органическом веществе лесной подстилки примерно на 10 Мг C на гектар..
«Эти новые результаты показывают, что ученые, занимающиеся экосистемами, должны отказаться от рассмотрения биоразнообразия как предполагаемого усилителя ключевых экосистемных услуг, таких как хранение углерода, и вместо этого рассматривать его как подмножество факторов, влияющих на такие услуги», - говорит Кэрол Адэр из Школа Рубинштейна UVM и Институт окружающей среды Гунда.
Вместо того, чтобы манипулировать разнообразием экспериментальных участков в одном месте с одним типом почвы и климатом, как это было сделано в некоторых недавних исследованиях биоразнообразия, Адэр и ее команда проанализировали данные за десятилетия, собранные с тысяч лесных участков в Квебеке через через призму другого вопроса: какие факторы состояния и интерактивные элементы управления влияют на накопление углерода и насколько важно видовое разнообразие среди этого набора переменных?
Хорошо инвентаризированные леса Квебека предлагали массу данных для работы: было задокументировано количество видов деревьев, их количество и размеры деревьев на каждом участке. Ученые подсчитали, сколько деревьев было живым или мертвым, и сколько мертвых деревьев скопилось на поверхности почвы. Исследователи также проанализировали климат, местную топографию и дренаж почвы, а также время последнего пожара, охватившего каждый участок.
Используя метод моделирования структурными уравнениями, который рассчитывает вероятность и силу различных причинно-следственных связей, исследовательская группа оценила, как различные факторы могут объяснить общее количество углерода на участках.
Команда обнаружила, что особенности и факторы леса, такие как размер деревьев, климатические условия и время, прошедшее с момента последнего пожара, увеличивают запасы углерода больше, чем разнообразие. В более теплых регионах, где деревья растут быстрее и больше и накапливают больше углерода, более крупные породы деревьев, такие как белая ель и клен, заменили более мелкие виды, такие как черная ель. Участки с рельефом, ограниченным стоком воды (низменные, заболоченные участки), хранили больше почвенного углерода, так как во влажных местах почвенные микроорганизмы истощают кислород и разложение замедляется. Участки, которые сгорели совсем недавно, содержат меньше углерода.
"Это исследование является одним из первых, в котором явно сравнивается влияние факторов окружающей среды с биоразнообразием в экосистемах за пределами экспериментальных участков." - говорит Дэвид Хупер из Университета Западного Вашингтона. «Исследование также помогает интегрировать разнообразие - относительно недавнее рассмотрение в качестве движущей силы экосистемы - с этими другими хорошо известными факторами. Интегрируя биоразнообразие в такую структуру, экологи могут лучше понять, когда, где, почему и насколько разнообразие имеет значение для экосистемы. услуги, которые приносят пользу обществу."
«Управляющие лесным хозяйством могут сосредоточиться на аспектах разнообразия деревьев, чтобы увеличить углерод живых деревьев, признавая при этом, что потепление или засуха климата могут иметь гораздо более серьезные последствия», - добавляют исследователи. Например, если болотистые леса станут теплыми и сухими, они могут выбросить в атмосферу в три раза больше углерода, чем хранится в среднем лесу.