Леса, люди и... углерод!

Друзья!

Вот и ещё одно письмо получил я сегодня от гринписовцев России!

"Здравствуйте, ВЛАДИМИР!
 Мы с коллегами запустили проект, объединяющий людей, которым важно, чтобы в России, наконец, начали разумно обращаться с лесами — лесной канал в Youtube.
 Многолетний опыт в охране природы убедил нас: для позитивных лесных перемен нашей стране необходимо сильное сообщество людей, которое интересуется лесными делами и демонстрирует мощный и грамотный запрос на решение лесных проблем. Станьте частью этого сообщества.
 Лесной канал Гринпис — это место, где вы можете найти единомышленников, регулярно проверять на прочность и преумножать свои знания о лесах и лесном хозяйстве. Здесь, в комментариях под видео и постами, можно напрямую задавать волнующие вас вопросы лесным экспертам Гринпис, общаться с другими участниками сообщества и обсуждать решения.
В видео мы рассказываем, какие устойчивые мифы о лесах мешают нам двигаться в сторону светлого лесного будущего. Например, часто приходится слышать, что незаконные рубки — это главная проблема российских лесов, а значит любой ценой мы должны бороться с «чёрными лесорубами», или что старый лес становится источником углекислого газа, и потому его как можно скорее нужно заменять молодым. Знакомы с такими рассуждениями? Узнайте, что в них не так:
 Здесь мы объясняем, зачем вообще человеку иногда нужно вмешиваться в лесные дела, вкладывать силы и выращивать лес, если природа умеет это делать и без нас:
 И как, помогая восстанавливать лес из самых добрых побуждений, не стать жертвой глупых и вредных мероприятий по посадке леса. Да, да, посадка леса может быть вредной.
 Из наших видео вы узнаете, почему из года в год мы сталкиваемся с очередной лесопожарной катастрофой и что мешает нам её избежать (этот ролик мы выпустили в самом начале 2021 года). И многое другое.
 Подпишитесь сейчас и смотрите наши материалы в удобное время.
 Учитесь умному обращению с лесами вместе с нами.
 
 Татьяна Хакимулина
Специалист лесного отдела и продюсер лесного видеоканала Гринпис".
...Замечательно...и познавательно! Слишком уж много лжи накопилось против "зелёного друга"! (см.файлы ниже).

Вл.Назаров
 *****************
1.Традиционное суеверие:
старый лес не поглощает углекислый газ и не выделяет кислород

В Российской лесной газете опубликована статья руководителя Федерального агентства лесного хозяйства В.П.Рощупкина (с ее текстом можно ознакомиться на сайте МПР). В статье довольно много странностей - но в основном таких, которые повторяются из выступления в выступление, и постоянно их комментировать нет необходимости. Хотелось бы остановиться лишь на одном высказывании, которое отражает характерное для многих руководителей лесной отрасли убеждение: старый лес не поглощает углекислый газ и не выделяет кислород, и чтобы восстановить его способность быть "легкими земли" - его надо срубить и заменить молодым. Вот эта фраза из статьи Рощупкина: "Кстати, становясь перестойными, леса теряют свои защитные функции, в том числе утрачивают способность депонировать углерод и генерировать кислород".
В связи с этим хотелось бы привести одну старую заметку, написанную пару лет назад в качестве лекции для школ - она в несколько упрощенном виде разъясняет вопрос о том, какие леса и как поглощают углекислый газ и выделяют кислород.
Лес и атмосфера: как лес поглощает углекислоту и выделяет кислород
Всем известно, что леса - легкие планеты. Деревья, растущие в лесах, да и любые другие зеленые растения, в процессе фотосинтеза создают органическое вещество, используя в качестве источника углерода углекислый газ, который они поглощают из атмосферы. Обратно же в атмосферу выделяется кислород. На одну молекулу поглощенного растением углекислого газа (соответственно, и на один атом связанного углерода) приходится одна молекула выделенного в атмосферу кислорода. Связанный в процессе фотосинтеза углерод (в составе полученных органических веществ) частично используется растением на строительство собственного организма, частично - возвращается обратно в атмосферу в виде углекислого газа при дыхании растения и при разложении его отмирающих частей (например, опадающих каждый год листьев). Соответственно, тот углерод, который использован растением в течение всей жизни для строительства собственного организма, и составляет эквивалент выделенного в атмосферу этим растением кислорода. Сколько атомов углерода содержится во всех органах взрослого дерева, столько же молекул кислорода (примерно) было выделено этим деревом в течение всей его жизни в атмосферу. Примерно - потому, что на самом деле часть связанного этим деревом углерода находится уже не в нем самом, а в других частях лесной экосистемы (так, например, опадающие на поверхность почвы старые листья, хвоя, отмершие ветки разлагаются не до конца - часть их органического вещества накапливается в лесной подстилке и почве в виде устойчивых или очень медленно разлагающихся органических соединений). После гибели дерева в лесу начинается обратный процесс - при разложении древесины используется кислород из атмосферы, а обратно выделяется углекислый газ. То же самое происходит, если древесина сгорает при лесном пожаре (или, например, сжигается в виде дров).
Соответственно определяется и роль лесных экосистем в балансе кислорода и углекислого газа в атмосфере Земли. Если в той или иной экосистеме происходит накопление органического вещества, то она способствует уменьшению количества углекислого газа и увеличению количества кислорода. Если количество органического вещества в экосистеме уменьшается - такая экосистема играет в балансе кислорода и углекислого газа обратную роль. На этом основано традиционное для многих представление о роли тех или иных лесов в качестве источника кислорода. Представление это состоит в том, что молодые леса являются источником кислорода: они растут, накапливая органическое вещество, и интенсивно поглощают углекислый газ. Старые же леса, в соответствии с этим представлением, уже не являются источником кислорода, а часто даже наоборот, поскольку прирост древесины и вообще живых частей растений в них прекращается (точнее - он компенсируется отмиранием старых деревьев, или даже, на каких-то этапах жизни старого леса, отпад превышает прирост).
На самом деле это представление ошибочно. То есть, безусловно, в большинстве случаев лесные экосистемы рано или поздно достигают той стадии развития, при которой устанавливается равновесие между поглощением углекислого газа из атмосферы при фотосинтезе и выделением его обратно при дыхании всех живых организмов, входящих в экосистему, и разложении имеющегося в ней органического вещества. Но равновесие это достигается вовсе не тогда, когда объем древесины живых деревьев достигает максимума (т.е. растущий лес по хозяйственным меркам достигает возраста спелости), а намного позже. Иными словами, лесная экосистема в целом продолжает накапливать в себе органическое вещество и выделять в атмосферу кислород в течение очень длительного времени даже после того, как объем древесины в живых деревьях перестает увеличиваться.
Дело в том, что древесина и другие части живых деревьев - это большой, но не главный компонент экосистемы, в котором накапливается органическое вещество. Например, в таежных лесах в среднем примерно треть связанного органического вещества приходится на древесину и другие части живых деревьев. Остальное приходится на отмершие части растений, еще не успевшие разложиться, на лесную подстилку, на органические вещества почвы. Равновесие между поступлением органического вещества и его разложением в этих компонентах лесной экосистемы достигается значительно медленнее, чем среди живых зеленых растений. Так, например, полное разложение крупных стволов отмерших хвойных деревьев в таежных лесах может занимать до нескольких столетий. А значит, тот углерод, который был связан этими деревьями при жизни, будет возвращаться в атмосферу в течение нескольких столетий - и в течение всего этого времени какая-то его часть все еще будет находится внутри лесной экосистемы. Рано или поздно и в этом компоненте лесной экосистемы будет достигнуто равновесие, но это будет через десятки или даже сотни лет после того, как подобное равновесие будет достигнуто среди живых растений.
Но и на этом дело не заканчивается. Важнейшим компонентом лесных экосистем, в которых накапливается органическое вещество, является лесная почва. Поскольку большая часть органического вещества почвы приходится на более или менее устойчивые соединения, срок разложения которых исчисляется столетиями и даже тысячелетиями, в этом компоненте лесной экосистемы равновесие достигается за очень длительный срок. Большинство наших лесов, даже в относительно малонаселенных и диких районах страны, находится на относительно ранних стадиях восстановления после различных крупномасштабных нарушений - пожаров, сельскохозяйственных расчисток, вырубок (в подавляющем большинстве случаев срок давности этих нарушений не превышает первых нескольких столетий). А значит - в большинстве лесов еще далеко не достигнуто то равновесное состояние, при котором количество запасаемого всеми компонентами экосистемы (в том числе и почвой, подстилкой, мертвой древесиной) связанного углерода эквивалентно количеству выделяемого всей экосистемой углекислого газа. Потому подавляющее большинство наших лесов - в том числе и тех лесов, которые по хозяйственной классификации считаются спелыми или даже перестойными - остается "легкими планеты", то есть продолжает накапливать в своем составе связанный углерод и обогащать атмосферу Земли кислородом.
В заключение остается добавить, что есть лесные экосистемы, которые не достигают баланса между поглощением и выделением углекислого газа практически никогда, продолжая век за веком накапливать большие количества мертвого органического вещества. Это - лесные болота, в почве которых разложению мертвого органического вещества препятствует высокая влажность и (как следствие) нехватка кислорода. В таких болотных почвах мертвое органическое вещество (торф) накапливается слой за слоем, год за годом, постепенно образуя все более и более толстый слой. Мощность (толщина) этого торфяного слоя может достигать нескольких метров - обычно до 3-5, в отдельных случаях до десяти. Болотные леса, равно как и открытые безлесные торфяные болота, тысячелетиями накапливают торф, связывая углекислый газ и выделяя в атмосферу кислород. Запасенный в них связанный углерод остается таковым до тех пор, пока болото не будет осушено и не создадутся условия для доступа кислорода во внутренние части торфяной залежи. После этого начинается обратный процесс - мощный выброс углекислого газа в атмосферу за счет разложения торфа, особенно усиливающийся в случае торфяных пожаров, нередких на осушенных торфяниках. Из легких планеты осушенные болотные леса, особенно те из них, которые растут на мощных торфяных залежах, превращаются в нечто противоположное - мощный источник углекислого газа и потребитель кислорода.
https://elementy.ru
************

2.Старые леса всё ещё важны
как места связывания атмосферного углерода

Старый хвойный лес. Район, называемый «Лиственничная гора» (Larch Mountain) в северной части штата Орегон, США. На самом деле лиственницы там нет. Но торговцы древесины в свое время под видом лиственницы продавали произраставшую там пихту Глаука (Abies procera) — породу, особо популярную в качестве дерева на Рождество.
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.
P.S. Один из наших ведущих специалистов по глобальному циклу углерода, профессор кафедры общей экологии биофака МГУ Дмитрий Геннадьевич Замолодчиков, по моей просьбе ознакомился с обсуждаемой статьей и выразил довольно скептическое отношение к категоричным выводам авторов. В частности, он отметил, что метод ковариации вихрей («eddy covariance») часто дает оценки, смещенные в сторону связывания углерода, если сравнивать его с методом изолирующих камер. Кроме того, если допустить столь высокий темп накопления углерода в старых лесах, то количество его, скопившееся за продолжительное время, должно быть непомерно большим, что не подтверждается реальными наблюдениями. Такие величины могут характеризовать только ситуацию, складывающуюся в дождевых лесах вдоль западного побережья Северной Америки, но там растут огромные деревья — секвойи и пихта Дугласа, которые в других местах не встречаются.
https://elementy.ru/

****************
Материалы из Сети подготовил Вл.Назаров
Нефтеюганск
28 ноября 2021 года.