Как леса повлияют на будущий климат

На берегах Северного Ледовитого океана исчезает голая тундра, прорастают кусты, а ивы. Недавно они с трудом достигали высоты колена, теперь вырастают на 3 м в высоту, среди них прячутся олени. Опросы показывают, что в Ненецком автономном округе сейчас в четыре раза больше деревьев, чем в официальных кадастрах 1980 годов, пишет американский научный журнал Science.

«Деревья появляются тут и там, а некоторые, похожие на кустарники, становятся выше», — рассказывает лесной эколог Дмитрий Щепащенко из Международного института прикладного системного анализа (Австрия), который составил карту озеленения сибирской тундры. По всему Северному полярному кругу деревья разрастаются по мере того, как климат становится теплее. В Норвегии береза и сосна маршируют к полюсу, затмевая тундру. На Аляске ели вытесняют мох и лишайник. Прирост лесов не ограничивается крайним севером. В более низких широтах также наблюдается рост деревьев, отчасти потому, что увеличение концентрации углекислого газа позволяет растениям более эффективно использовать воду и процветать на более сухих почвах.

Все это разительно отличается от того, что происходит в тропиках, где сотни тысяч гектаров леса ежегодно теряются из-за бензопил и пожаров, а изменение климата негативно сказывается на оставшихся деревьях. Но эти потери в тропиках могут быть с лихвой компенсированы приростом в других местах. Это может показаться хорошей новостью для сдерживания глобального потепления. Леса часто оказывают охлаждающее действие, выделяя органические соединения и водяной пар, которые способствуют образованию облаков. Более того, быстрее растущие деревья будут поглощать больше атмосферного углерода и удерживать его в древесине. Но расчет климатических последствий далек от однозначности, и новые исследования показывают, что покрытый лесами мир не обязательно будет более прохладным. Новые леса могут усилить потепление в некоторых районах, например, за счет уменьшения количества солнечного света, отражающегося в космос.

Чтобы учесть, как леса повлияют на будущий климат, исследователи должны не только учитывать текущие тенденции, такие как вырубка лесов, но и прогнозировать, как мощные силы, такие как всплески лесных пожаров и повышение температуры, могут повлиять на леса, иногда помогая, а иногда вредя их способности поглощать атмосферный углерод. Исторически сложилось, что ученые сосредоточили большую часть своего внимания на стороне потерь в балансе, например, путем количественной оценки устойчивой эрозии тропических лесов, одного из основных поглотителей углерода на планете.

Новости о лесах Амазонки были почти всегда неизменно плохими. С 1970-х годов эти леса сократились примерно на 18% из-за вырубки. В 2007 году метеоролог из Бразильского Национального института космических исследований (INPE) Карлос Нобре предупредил, что продолжающиеся потери могут превратить Амазонку из глобального поглотителя углерода в его новый источник. Ученый утверждал, что обезлесение сделает тропические леса более сухими, уменьшит рост деревьев и приведет к их потере. По мнению исследователя климата INPE Лучаны Гатти, теперь это предсказание, похоже, сбылось. Основываясь на измерениях атмосферного углерода, собранных во время 590 исследовательских полетов над Амазонкой в период с 2010 по 2018 год, она сообщила, что юго—восточная Амазонка — регион, который часто называют «дугой обезлесения», где сельское хозяйство поглотило огромные массивы. По словам Гатти, годы, прошедшие с 2018 года, были «еще хуже» для способности лесов Амазонки накапливать углерод, поскольку потепление усугубило последствия обезлесения. Более продолжительные засушливые сезоны повышают риск возникновения пожаров, ускоряя превращение лесов в более открытые саванны.

Однако в то же время некоторые тропические леса продолжают поглощать большое количество углерода. Например, исследование в низменных лесах на острове Борнео недавно показало, что нетронутые участки площадью 1 га, где гибель деревьев все же редкость, сегодня содержат в среднем на 20 тонн больше углерода, чем в 1958 году. Но продолжающееся потепление работает против тропических лесов, даже тех, которые все еще нетронуты. Международное исследование, в ходе которого за 30 лет было отслежено 300 тыс деревьев на более чем 500 участках нетронутых тропических лесов, показало, что даже без обезлесения их способность улавливать углекислый газ достигла пика в 1990-х годах и с тех пор снизилась на треть. Спад начался в бассейне Амазонки, а с 2010 года распространился на тропическую Африку, говорит Саймон Льюис, эколог растений из Университетского колледжа Лондона (Великобритания).

В более прохладных регионах климатические тенденции способствуют увеличению как площади лесов, так и продуктивности. Источниками оптимизма являются исследования, показывающие, что более высокие уровни углекислого газа уже помогают лесам увеличивать биомассу. Например, широко цитируемое исследование 2016 года, возглавляемое исследователем дистанционного зондирования Чжу Зайчуном из Пекинского университета (Китай), показало, что на площади от четверти до половины покрытых растительностью мест на планете с 1982 года произошло увеличение площади листьев.

Как показывают другие исследовательские модели, в будущем увеличение выбросов углекислого газа приведет к расширению лесов на планете. Но многие эксперты сомневаются в этих прогнозах: по их мнению одна из проблем заключается в том, что могут вмешаться другие факторы. Например, обезлесение может ускориться, чтобы удовлетворить растущий глобальный спрос на продовольствие и ресурсы.

Еще один из основных вопросов заключается в том, как более теплый и сухой климат повлияет на лесные пожары. Исследовательские модели уже давно предупреждают, что изменение климата увеличит риск возникновения пожаров в тропических и умеренных лесах. Бореальные леса также могут пострадать. Ранее в этом году Global Forest Watch сообщила, что в 2021 году бореальные леса потеряли более 8 млн га, что на 30% больше, чем в 2020 году, и в основном виноваты лесные пожары. Но пожар также может позволить некоторым бореальным лесам накапливать больше углерода, а не меньше — это связано с тем, что восстанавливающиеся леса могут создавать более плотные насаждения видов, лучше приспособленных к пожарам.

Однако даже если модели, предполагающие увеличение лесного покрова планеты, верны, пока не ясно, насколько полезным он может быть для сдерживания глобального потепления. С одной стороны, нет никаких сомнений в том, что леса могут помочь охладить нижние слои атмосферы. Один из способов — перемещение большого количества влаги из почвы в воздух. Это испарение охлаждает воздух, так как для преобразования жидкой воды в пар требуется энергия. А выделяющийся пар вместе с другими органическими соединениями, вырабатываемыми деревьями, помогает создавать облака, которые могут снизить температуру. Неравномерность лесного покрова также способствует снижению температуры. Листья и ветви заставляют воздушные потоки кружиться и смешиваться, помогая рассеивать тепло выше в атмосферу. Но оказывается, что леса также могут согревать планету, в первую очередь за счет изменения отражательной способности поверхности суши. Новые леса, вероятно, окажут наибольшее влияние на потепление в высоких широтах и на больших высотах, где снежный покров является обширным и долговечным, а низкие температуры означают, что деревья растут медленнее.

В Израиле ученый из Научного института Вейцмана Дан Якир наблюдал за лесным массивом Ятир, в 2 часах езды от Тель-Авива. Лес был создан 1960-х годах, тогда посадили около 4 млн алеппских сосен. И сегодня этот лес часто рекламируется как ценный поглотитель углерода. Однако пока, по словам Якира, какие-либо выгоды от изменения климата не очевидны. Его исследование показало, что до сих пор потепление, вызванное темным пологом сосен, превышает охлаждение от улавливания углерода. Однако по мере роста деревьев ученый ожидает, что влияние охлаждения усилится — пересечение может произойти не раньше 2040—х годов.

Возникает вопрос о том, как правительства должны учитывать новые леса, когда они подсчитывают свой вклад в соблюдение глобальных соглашений по климату, таких как Парижское соглашение. Россия, например, подсчитала, что примерно четверть ее выбросов ископаемого топлива компенсируется ее огромными, поглощающими углерод лесами. А открытие Щепащенко о том, что бореальные леса России расширяются и накапливают еще больше углерода, говорит о том, что страна может пойти гораздо дальше. «У нас есть потенциал превратить новые леса в крупный центр улавливания углерода», — заявил Bloomberg в прошлом году министр по развитию Дальнего Востока и Арктики Алексей Чекунков.