Старые леса всё еще важны как места связывания атмосферного углерода

Считается, что связывание углекислого газа в старых (или как говорят лесоводы - «старовозрастных») лесах уравновешено его выделением в результате дыхания организмов, разлагающих отмершее органическое вещество. Однако анализ большого числа данных по лесам северных и умеренных широт Северного полушария показывает, что в подавляющем большинстве случаев старые леса продолжают больше связывать углерода, чем выделять. Занимая около 15% от общей площади лесов, старовозрастные леса на самом деле могут обеспечивать связывание примерно 10% от общего количества CO2, потребляемого за год всеми лесами планеты.

Согласно общепринятой точке зрения, в связывании углекислого газа первостепенную роль играют только молодые растущие леса. Роль же старых лесов несущественна, поскольку потребление ими CO2 в процессе фотосинтеза уравновешивается выделением того же газа в среду при дыхании грибов и бактерий, разлагающих органическое вещество отмерших растительных остатков, а также при дыхании самих растений. И поэтому леса, в которых много старых деревьев, для снижения содержания углекислого газа в атмосфере особой ценности не представляют. Более важная роль отводится молодым лесам, поскольку до тех пор, пока увеличивается масса древостоя, увеличивается и количество связанного, выведенного из круговорота, углерода.

Похоже, однако, что подобное распространенное мнение следует подвергнуть сомнению. Во всяком случае, к такому выводу пришли Себастьян Луиссар (Sebastiaan Luyssaert) из Университета Антверпена (Бельгия) и его коллеги из разных научных учреждений Германии, Швейцарии, США, Франции и Великобритании. В статье, опубликованной в журнале Nature, эти исследователи суммировали множество данных по величинам чистой первичной продукции (NPP, net primary production) лесных экосистем разного возраста, гетеротрофному дыханию тех же экосистем (прежде всего это дыхание грибов и бактерий, разлагающих органику), а также чистой продукции экосистем (NEP, net ecosystem production). Чистая продукция экосистем (выражаемая в количестве углерода на единицу площади за единицу времени) - это суммарный результат потребления CO2 в процессе фотосинтеза и выделения его при дыхании всей экосистемы. Если чистая продукция экосистемы - величина положительная, то экосистема работает как «сток» атмосферного углерода (является местом, где углерод связывается), если отрицательная - то как «источник» (является местом эмиссии углерода).

Исходный материал для анализа был взят из большой базы данных по бореальным (северным), а также располагающимся в умеренных широтах лесам Северного полушария. Возраст изученных лесов варьировал в широких пределах: от 15 до 800 лет. Учтены данные по 519 разным участкам леса (в том числе - по нескольким площадкам в России, в Красноярском крае). Основной метод, использованный для оценки динамики CO2, - это так называемый метод ковариации вихрей (см.: eddy-covariance) - непрерывное измерение содержания CO2 в воздухе на определенной высоте с одновременной фиксацией силы и направления вертикальных потоков воздуха. По увеличению или уменьшению концентрации CO2 можно судить (после определенных расчетов), является ли данная экосистема источником углекислого газа или местом его стока.

Выяснилось, что чистая первичная продукция лесной экосистемы хотя и несколько снижается с возрастом, всё равно остается величиной положительной. Иными словами, лес работает как место «стока» (связывания) атмосферного углерода, а не как «источник». Углерод сохраняется в лесах не только в стволах деревьев, но и в органическом веществе почвы. В случае же молодых лесов, посаженных на месте вырубленных или выросших естественным образом на гарях, почвенный покров остается долгое время нарушенным и гниение имеющихся там растительных остатков служит мощным источником CO2, который поступает в атмосферу. Это обстоятельство и ослабляет эффект связывания углерода молодыми лесами.

Поскольку примерно половина от сохранившихся еще первичных лесов (около 6 - 108 га) располагается в высоких и умеренных широтах Северного полушария, то расчеты авторов показывают, что они связывают ежегодно около 1,3 ± 0,5 Гт (гигатонн, 109 тонн) углерода.