Исследователи рассчитали способность лесов Северной Америки поглощать углерод в ходе подробного анализа, впервые учитывающего влияние двух ключевых факторов: естественного процесса роста и восстановления леса и климатических изменений, которые могут изменить процесс роста в течение следующих 60 лет.
В результате получилась убедительная картина, которая имеет большое значение, поскольку леса играют решающую роль в смягчении последствий изменения климата. Деревья поглощают углекислый газ из атмосферы по мере роста, сохраняя углерод в своей древесине.
«Есть большая надежда, что наши леса будут поглощать углекислый газ, который мы производим, но возможности наших лесов ограничены», - сказал ведущий исследователь Кай Чжу, доцент кафедры экологических исследований в университете. Калифорнии, Санта-Круз.
Команда Чжу обнаружила, что леса Северной Америки достигли 78 процентов своей способности улавливать углерод и вырастут только на 22 процента - самое большее - в течение следующих 60 лет. Это предостерегающий вывод, который имеет значение для управляющих лесами, ученых-климатологов и политиков.
Лучшая методология
В отличие от предыдущих попыток количественной оценки способности лесов поглощать углерод, которые основывались на моделировании или спутниковых данных, выводы Чжу основаны на исчерпывающих наземных измерениях лесов на континентальной части США и Канады.
Он проанализировал данные со 140 000 участков в рамках программы инвентаризации и анализа лесов США и канадской программы постоянных выборочных участков, чтобы задокументировать исторический рост лесов и спрогнозировать их рост в будущем. Но он знал, что не сможет дать точный прогноз без учета изменения климата.
«Чтобы хорошо предсказывать будущее, мы должны учитывать оба фактора - естественное восстановление и изменение климата, которое модифицирует рост, - потому что оба важны с биологической точки зрения», - сказал он.
Предсказания Чжу основаны на сложной модели роста, которая включает современные данные за 2000-2016 годы и ретроспективные наблюдения за 1990-1999 годы. Затем он использовал эту модель для прогнозирования состояния лесов при сценариях изменения климата в 2020-х, 2050-х и 2080-х годах, прежде чем количественно оценить степень, в которой текущая лесная биомасса приближается к будущему потенциалу биомассы.
«Мы обнаружили, что изменение климата эффективно меняет траекторию восстановления лесов, но более важный фактор заключается в том, что общий рост лесов ограничен», - сказал Чжу.
В лучшем случае
Выводы Чжу представляют собой «наилучший сценарий», поскольку они отражают идеализированные предположения, основанные на прошлой продуктивности лесов и прогнозах изменения климата Межправительственной группы экспертов по изменению климата.
«Предполагалось, что существующие леса будут благополучно расти без нарушений в будущем, но на самом деле нарушения, скорее всего, будут», - пояснил Чжу.
Такие нарушения могут включать вспышки болезней, лесные пожары и воздействие ветра, а также антропогенные последствия, такие как потеря лесов для развития. Каждый раз, когда происходят нарушения, биомасса леса будет уменьшаться, поэтому фактическая мощность леса, вероятно, будет ниже, чем в лучшем случае, исходя из этого анализа.
«Это первый случай использования наземных данных по всей Северной Америке», - сказал Чжу. «До сих пор у нас не было подробных сведений об этом поглотителе углерода, так что это отправная точка для размышлений о будущем».
Выводы указывают на необходимость защиты лесов Северной Америки и сокращения вырубки лесов в других местах, сказал Чжу. «Сократить вырубку лесов в тропиках намного проще, чем расширить леса в Северной Америке», - добавил он. «Этот вариант очень ограничен».
Восстановление леса на протяжении веков
Для Чжу прошлое дало ключи к будущему. Фон его работы основан на резком восстановлении лесов Северной Америки с начала 20-го века после удаления огромных полос, чтобы освободить место для сельского хозяйства, особенно на северо-востоке Соединенных Штатов. Улучшение почв на Среднем Западе привело к тому, что большая часть расчищенной земли была заброшена, что подготовило почву для восстановления лесов.
Леса на северо-востоке восстановились довольно драматическим образом: в 18-м и 19-м веках было вырублено более половины лесных массивов, но в 20-м веке леса вернулись. Сегодня около 80 процентов северо-востока засажен деревьями», - сказал он, отметив также высокую ценность больших деревьев Тихоокеанского Северо-Запада.
Сегодня, однако, леса Северной Америки приближаются к точке насыщения по мере плато старых деревьев; будущий рост в первую очередь ограничивается сосновыми лесами востока и юго-востока.«Будущий потенциал довольно ограничен», - сказал Чжу. «Если смягчение последствий зависит от лесов, это имеет последствия для сохранения, о которых мы должны подумать».