Проведенное Дартмутом исследование, посвященное изучению запасов углерода в активно управляемом смешанном лесу в Нью-Гэмпшире, показало, что в местах с большим количеством деревьев содержится больше углерода как в деревьях, так и в почве. Выводы, опубликованные в журнале Forest Ecology and Management, демонстрируют связь между надземным и подземным углеродом, что имеет значение для стратегий управления лесами.
Понимание того, сколько углерода содержится в наших лесах, в том числе в почве, важно, потому что леса улавливают и хранят углерод, что может помочь смягчить изменение климата за счет сокращения количества углерода в атмосфере. Исторически углерод в почве был менее изучен, потому что проще подсчитать и измерить деревья, чем измерить количество углерода в почве.
Это исследование является одним из первых, в котором изучается общий объем углерода в активно управляемом лесу на северо-востоке США, используемом для производства древесины. Исследование проводилось на двух участках в северной части Нью-Гэмпшира в рамках второго гранта Дартмутского колледжа, Олдер-Брук и Меррилл-Брук. Оба участка леса были вырублены в 1950-х и 1960-х годах, а затем либо в конце 1990-х, либо в 2000-х годах, когда была проведена рубка улучшения. В 1970-х годах у Алдер-Брук был еще один урожай. Исследователи стремились определить, сколько существует углерода, где он хранится и как он меняется от места к месту. Команда измерила почву и деревья на 96 исследовательских участках, расположенных на каждой из 80 гектаров (или 200 акров) изучаемых участков. Они оценили общие запасы углерода в отобранных слоях почвы и проанализировали, как высота ландшафта, влажность и pH почвы, а также растительность повлияли на данные об углероде в почве.
Результаты показали, что управляемые леса в Олдер-Брук и Меррил-Брук богаты запасами углерода (примерно 118 500 кг на гектар), несмотря на то, что за последнее столетие они были вырублены несколько раз. Чтобы представить эти запасы углерода в другом контексте, авторы подсчитали, что лес площадью 40 акров (1/16 квадратной мили) в северном Нью-Гэмпшире содержит примерно такое же количество углерода, как 53 000 автомобильных баков с бензином (который содержит около 634 грамма на литр углерода). Из общего количества углерода в лесах на двух участках около 60 % хранилось в деревьях и 40 % в почве. Исследователи обнаружили, что углерод в почве был выше на участках, где было больше и более крупных деревьев, особенно если в дополнение к лиственным деревьям присутствовали пихты и ели.
Алдер-Брук, где было на одну лесозаготовку больше, чем на другом участке, содержало примерно на 15% меньше почвенного углерода, чем глубже в почве (минеральной почве), чем Меррилл-Брук. Это согласуется с другим исследованием Дартмута, показывающим, что лесозаготовки могут уменьшить содержание углерода в почве в лесах. Тем не менее, в то время как в Алдер-Брук было меньше минерального углерода в почве, в этом лесу было больше углерода в деревьях и на более мелкой почве. В результате на Олдер-Брук, участке, который был вырублен дополнительно, в целом не стало меньше углерода.
«Понимание общей истории углерода в лесу, включая то, сколько углерода хранится в глубокой почве и механизмы, которые позволяют ему оставаться там, - это то, что мы, как научное сообщество, только начинаем понимать», объясняет ведущий автор Фиона В. Джевон, аспирант Дартмутской программы «Экология, эволюция, экосистемы и общество». «Наши результаты показывают, что количество углерода, хранящегося в глубоком слое почвы (минеральный почвенный углерод), относительно велико. Этот углерод имеет тенденцию изменяться намного медленнее и может быть менее подвержен потерям», - добавила она.
«Наши леса - наши друзья в том, что касается ограничения содержания углекислого газа в атмосфере», - говорит соавтор Мэтью Эйрс, профессор биологических наук и председатель аспирантской программы по экологии, эволюции, экосистемам и обществу в Дартмуте.«Это исследование показывает, что наши северо-восточные леса могут обеспечивать устойчивые продукты, такие как пиломатериалы, целлюлоза и топливо, и в то же время служить резервуаром для большого количества углерода, но детали зависят от того, как управляются леса, и нам нужно продолжать совершенствоваться в этом».
Результаты исследования служат основой для данных об углероде в почве в Олдер-Брук и Меррил-Брук, которые являются частью более широкой исследовательской работы в лесах США и Канады под названием «Адаптивное лесоводство к изменению климата», в рамках которой изучается краткосрочная и долгосрочные последствия совместно разработанных стратегий адаптации лесов для сохранения лесов в будущем.