Лес и климат
21 сентября 2019 года Россия ратифицировала Парижское соглашение, принятое в ходе Конференции по климату в Париже 12 декабря 2015 года, регулирующее меры по предотвращению антропогенных изменений климата с 2020 года. В правительственном постановлении говорится, что "Российская Федерация исходит из важности сохранения и увеличения поглощающей способности лесов и иных экосистем, а также необходимости ее максимально возможного учета, в том числе при реализации механизмов Соглашения". В переводе на простой русский язык это означает, что наше правительство считает важным, чтобы леса поглощали как можно больше углекислого газа, чтобы это поглощение как можно полнее учитывалось и ценилось на международном уровне как вклад России в борьбу с изменением климата.
В связи с этим разберем подробнее, как связаны лес и климат, и что можно сделать, чтобы наиболее эффективным образом использовать леса для смягчения изменений климата.
Влияние изменения климата на лес
Лес гораздо чувствительнее к изменению климата, чем человек. Обычный человек, особенно если он живет в городе и основную часть своей жизни проводит в теплых помещениях, вряд ли вообще может без приборов и записей почувствовать изменение среднегодовой температуры воздуха на один-два градуса. А вот для леса такое изменение может привести к совершенно катастрофическим последствиям.
Согласно Парижскому соглашению к Рамочной конвенции ООН об изменении климата, рост глобальной средней температуры воздуха предполагается удержать в пределах двух градусов, и даже этой цели достигнуть будет очень трудно. Конечно, глобальное повышение температуры на два градуса - это сильно усредненный показатель, и в разных регионах Земли климат будет меняться по-разному. Но чтобы в первом приближении оценить, как такое потепление может повлиять на леса, представим себе, что среднегодовая температура везде равномерно повысится на эти самые два градуса - то есть изотерма среднегодовой температуры воздуха 0° превратится в изотерму +2°, +2° - в +4°, и т.д. На карте среднегодовых температур воздуха во втором томе Национального атласа России (2007-2008 гг.) изотермы проведены как раз через два градуса - так что мы можем просто мысленно сдвинуть их все на один шаг к северу:
https://i.ibb.co/GFNnZmv/image.jpg
Если среднегодовая температура везде равномерно повысится на два градуса - это будет соответствовать смещению изотерм на север или северо-восток на расстояния, соответствующие одной-двум природным зонам. Например, в европейской России нынешняя южная тайга окажется в зоне, по среднегодовой температуре воздуха соответствующей нынешней лесостепи, нынешняя северная тайга - в зоне, соответствующей нынешней южной тайге, и т.д. Аналогичные изменения будут происходить и с высотной поясностью в горах. Предполагается, что изменение климата может в гораздо большей степени затронуть полярные и субполярные области - поэтому при повышении средней глобальной температуры воздуха на два градуса смещение температурных зон в лесной зоне нашей страны может оказаться еще большим.
К каким это приведет практическим последствиям?
Во-первых, к росту пожарной опасности, масштабов лесных пожаров и причиняемого ими ущерба. Потепление даже само по себе приводит к увеличению продолжительности пожароопасного периода, вплоть до того, что на юге лесной зоны этот период становится круглогодичным (местами мы это уже наблюдаем: прошедшей зимой лесные пожары на юге Приморского края действовали с конца декабря до весны). Но изменение климата - это не только и даже не столько потепление, сколько рост количества и интенсивности различных экстремальных погодных явлений, в том числе засух и волн аномальной жары. Вот они-то как раз и будут в максимальной степени способствовать увеличению масштабов лесных пожаров - и это тоже уже проявляется во многих регионах нашей страны в виде крупных лесопожарных катастроф, как, например, в 2019 году в Красноярском крае, Иркутской области и Якутии. По предварительным данным, площади лесов, погибших от лесных пожаров 2019 года, могут составить 6-7 миллионов гектаров (для сравнения: площадь всех видов сплошных рубок в нашей стране составляет чуть больше одного миллиона гектаров в год).
Во-вторых, к значительному росту масштабов гибели лесов от вредителей и болезней (особенно в сочетании со все более массовыми заносами опасных вредителей из других стран и регионов - как, например, полиграфа уссурийского в Сибирь или самшитовой огневки на Кавказ). Для многих вредителей и возбудителей болезней леса повышение температуры и увеличение продолжительности теплого периода создает принципиально более благоприятные условия - в то время как способность деревьев им сопротивляться сильно снижается в результате засух или периодов аномальной жары. Массовая гибель лесов от вредителей и болезней случалась и раньше, но по мере изменения климата она становится все более частой и масштабной - например, в последние годы от короеда-типографа в европейской России, от сибирского шелкопряда или полиграфа уссурийского - в Сибири. Но самым крупным проявлением угроз этого рода является гибель сосновых лесов западной Канады от дендроктона Dendroctonus ponderosae: за четверть века в результате его массового размножения в Британской Колумбии погибли сосновые леса площадью около 18 млн. га (это почти втрое больше прогнозируемой гибели лесов в России от катастрофических пожаров 2019 года).
В-третьих, к существенному изменению состава и динамики лесных экосистем и ландшафтов. По мере изменения климата таежные леса будут отступать на север и в горы, уступая место лесам и другим экосистемам умеренного пояса. На южных границах лесной зоны леса все в большей степени будут высыхать при сильных и продолжительных засухах, а возобновление деревьев будет оказываться все менее успешным - леса местами будут уступать место степям и другим нелесным экосистемам. Вблизи северных и горных границ лес будет постепенно наступать на тундру и высокогорья - но этот процесс, скорее всего, будет в значительной степени сдерживаться пожарами.
Приведет ли потепление к росту продуктивности лесов, который позволит вести более эффективное лесное хозяйство, и получать на ограниченных площадях большие объемы ценной древесины за меньшее время? Где-то (там, где отрицательное влияние засух не перевесит положительное влияние потепления на прирост деревьев), в отдаленной перспективе - безусловно, приведет. Однако, в течение многих ближайших десятилетий ускоренная гибель лесов в результате процессов и явлений, вызванных изменением климата (более масштабных засух, пожаров, вспышек численности вредителей и болезней) явно практически повсеместно будет преобладать над увеличением прироста лесов.
https://i.ibb.co/xKntzNW/image.jpg
Увеличение частоты, площадей и интенсивности лесных пожаров - одно из самых очевидных и опасных для леса последствий изменения климата. Автор фотографии - Игорь Подгорный
Влияние леса на изменение климата
Климат влияет на лес, а лес влияет на климат. Лес может быть мощным поглотителем углекислого газа (главного из так называемых "парниковых газов", накопление которых в атмосфере ведет к изменению климата), и тем самым смягчать неблагоприятные последствия его антропогенных выбросов. Но лес может быть и мощным источником углекислого газа и сажи (микрочастиц дыма), и тем самым вносить дополнительный немалый вклад в изменение климата. Наконец, при определенных условиях лес может быть просто нейтральным хранилищем углерода, поглощая из атмосферы при фотосинтезе и выбрасывая обратно в атмосферу при дыхании примерно равные его количества. Какую роль играет тот или иной конкретный лес - зависит от очень многих обстоятельств; и с течением времени эта роль может меняться.
Роль леса в углеродном балансе атмосферы определяется двумя основными факторами: во-первых, тем, с какой скоростью углерод связывается лесной экосистемой, и во-вторых, тем, сколько ранее связанного углерода удерживается в этой экосистеме. Молодой растущий лес быстро накапливает связанный углерод в древесине, ветвях и корнях деревьев, и в меньшей степени в других частях лесной экосистемы. Разумеется, далеко не весь связанный при фотосинтезе углерод надолго остается в лесной экосистеме: часть его выделяется обратно в атмосферу в виде углекислого газа при дыхании самих деревьев и других зеленых растений леса, другая часть выделяется при разложении отмерших частей растений, при жизнедеятельности животных и грибов, и т.д. Тем не менее, пока первое поколение деревьев, заселивших то или иное ранее открытое пространство, растет - быстро увеличивается и количество углерода, связанного и накопленного в этих деревьях. Но по мере старения этого первого поколения прирост живых деревьев (и, соответственно, накопление в них связанного углерода) во все большей и большей степени компенсируется отпадом - гибелью части деревьев, самоизреживанием стареющего древостоя. На каком-то этапе развития такого леса отпад старых деревьев может даже перевесить развитие под их пологом новых. Однако, если не происходить никаких катастрофических для леса событий, рано или поздно отпад старых деревьев в лесу уравновешивается приростом новых - и, соответственно, количество связанного углерода в живых деревьях более или менее стабилизируется. Живой древостой (но только он, не лесная экосистема в целом) переходит от роли поглотителя углерода к роли его хранилища.
Экосистема же в целом продолжает накапливать связанный углерод: в древесине отмирающих деревьев (которая в виде валежника разных степеней разложения может сохраняться в таежных экосистемах в течение многих десятилетий, а в наиболее северных лесах - даже столетий), в лесной подстилке и почве. На насыщение органическим веществом всех этих элементов лесной экосистемы уходят, в зависимости от природной зоны и типа леса, многие сотни и даже тысячи лет, а в некоторых типах леса (например, на торфяниках) насыщение может не наступать никогда. Соответственно, в течение всего этого времени лес не только хранит связанный ранее углерод, но и продолжает накапливать новый - хоть и не так быстро, как молодой растущий лес, только недавно появившийся на новом для него месте.
Что же угрожает этим накопленным в лесах запасам связанного углерода, что может высвободить их обратно в атмосферу и тем самым усилить изменение климата?
Во-первых, конечно, лесные пожары - главная причина катастрофических изменений в лесном покрове нашей страны. Площади пожаров и в целом в таежной зоне нашей страны весьма велики (например, по предварительной оценке, общая площадь лесных пожаров в 2019 году в России может составить около 16 миллионов гектаров, а площадь погибших от огня лесов - свыше 6 миллионов гектаров), а в некоторых регионах пожары уже могут уничтожать больше органического вещества. чем его производят живые деревья. В такой ситуации лес из поглотителя углекислого газа превращается в его источник - причем чем пожаров больше, тем этот источник мощнее. С этой точки зрения наихудшая ситуация складывается в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке, где леса горят часто и на огромных площадях (в том числе потому, что нынешнее лесное законодательство позволяет на большей части площади этих лесов пожары просто не тушить).
Во-вторых, рубки. При заготовке древесины часть связанного и накопленного деревьями углерода высвобождается почти сразу (при сжигании или естественном разложении порубочных остатков и отходов переработки древесины), часть превращается в различную древесную продукцию - и когда этот углерод вновь окажется в атмосфере, зависит от жизненных циклов этой продукции. Кроме того, лесозаготовительная техника нарушает лесную подстилку, валежник, почвенный покров, перемешивает их, что способствует более быстрому разложению и опять же возвращению ранее связанного углерода в атмосферу. Еще быстрее углерод из лесной подстилки и отчасти из почвы возвращается в атмосферу при широко распространенной в таежных лесах огневой очистке лесосек. Рубки влияют на роль лесов в углеродном балансе атмосферы не так сильно, как пожары, но все-таки весьма значительно - общая площадь сплошных рубок в нашей стране составляет сейчас чуть больше миллиона гектаров в год, всех видов рубок - около двух миллионов.
В-третьих, само изменение климата. Потепление ускоряет многие биологические процессы, происходящие в лесных экосистемах, в том числе разложение мертвого органического вещества, накопленного в разных частях лесной экосистемы. Оно ускоряет и фотосинтез (при отсутствии сдерживающих факторов, например, засух), но при большом количестве мертвого органического вещества в почве, подстилке и валежнике интенсивность выделения углекислого газа растет быстрее. В наибольшей степени это может проявляться в лесах, растущих на вечной мерзлоте. Кроме того, потепление, как уже говорилось выше, создает благоприятные условия для развития многих вредителей и болезней леса, которые ослабляют или убивают деревья, снижая тем самым способность экосистемы связывать углекислый газ, но увеличивая его выделение.
Самое печальное, что все эти три фактора, а вместе с ними и другие, менее значительные, во многих случаях действуют совместно - и это быстро превращает огромные лесные территории из поглотителя углекислого газа в его мощный источник.
Кроме того, при лесных пожарах выделяется сажа (микрочастицы дыма), которая по ветру разносится на огромные расстояния - до нескольких тысяч километров. Эта сажа, осаждаясь на поверхности снега в Арктике и в горах, особенно в весенний и раннелетний период, значительно снижает его отражающую способность - что приводит к его более быстрому таянию и в конечном итоге также усиливает изменение климата. Этот фактор влияния лесных и вообще ландшафтных пожаров на климат пока изучен недостаточно, но уже точно можно утверждать, что он весьма значим в глобальном масштабе.
Что можно сделать, чтобы увеличить роль лесов в сохранении климата?
Во-первых, можно и нужно значительно сократить площади лесных пожаров и гибнущих от них лесов. В нашей стране примерно 90% лесных пожаров происходит по вине человека - поэтому если люди просто будут умнее вести себя на природе и всегда соблюдать правила пожарной безопасности, пожаров станет в разы меньше. Часть вызываемых человеком лесных пожаров происходит просто из-за неосторожного обращения с огнем (например, бросил кто-то горящую спичку в сухой мох, или проехал на мотоцикле с неисправным глушителем по лишайниковому бору в сухую погоду - вот и пожар). Другая часть возникает из-за разных хулиганских действий - например, поджогов сухой травы. Третья - из-за небезопасных хозяйственных практик - например, огневой очистки лесосек, или так называемых "контролируемых профилактических выжиганий". Бороться в равной степени надо со всеми этими причинами, и не столько запретами и штрафами, сколько просвещением, особенно детей, в чьих руках будущее.
Во-вторых, можно и нужно увеличивать площади лесов, особенно там, где это может помочь не только климату, но и сохранению биологического разнообразия, и развитию сельских территорий. В первую очередь это относится к безнадежно заброшенным землям сельскохозяйственного назначения, которых у нас в стране очень много - по самым скромным оценкам, не менее шестидесяти миллионов гектаров, пригодных для разведения лесов. Во вторую очередь - к различным нарушенным землям: выработанным и заброшенным карьерам, полигонам и тому подобным территориям. Вовлечение всех этих земель в лесовыращивание будет способствовать не только увеличению поглощения углекислого газа, но и сохранению диких лесов за счет перехода от добычи древесины в них к ее выращиванию на староосвоенных землях, и сокращению площадей лесных и травяных пожаров. И, наконец, это даст людям постоянные рабочие места - ровно то, чего больше всего не хватает для развития сельских территорий.
В-третьих, при любом развитии ситуации нужно как можно большую площадь диких лесов, минимально затронутых хозяйственной деятельностью человека и способных к бесконечно длительному самоподдержанию, сохранять в естественном состоянии. Такие леса представляют собой главные наземные "углеродные консервы". Если их вскрыть - фрагментировать дорогами, начать рубить, добывать в них полезные ископаемые и прочие природные ресурсы - это неизбежно приведет к деградации природных экосистем, резкому росту пожаров, вспышкам численности вредителей и болезней, и тому подобным последствиям, крайне опасным для климата.
И еще очень важно перестать врать, перестать закрывать глаза на лесные проблемы, и попытаться наконец оценить реальное положение наших лесов, их реальный вклад в экологический баланс регионов, страны, всего мира, и масштабы угроз им. К сожалению, достоверной информации ни о состоянии лесов, ни об их динамике, ни о реальном масштабе лесных потерь и угроз, в нашей стране нет. Лесоустройство - классический источник детальных хозяйственных данных о лесах - пребывает в состоянии глубокого упадка, а его средняя давность по стране составляет около 23-34 лет (при этом средняя давность последнего качественного лесоустройства - далеко за тридцать). Систему государственной инвентаризации лесов, предусмотренную Лесным кодексом 2006 года, несмотря на потраченные тринадцать лет и многие миллиарды бюджетных рублей, создать так и не удалось, и в обозримом будущем не удастся из-за допущенных на ранних стадиях работы методических ошибок. Государственный лесной реестр представляет собой лишь информационный компост, состоящий в основном из данных старого лесоустройства и отдельных обновлений к нему - судить по нему о нынешнем состоянии лесов почти невозможно. По значительной части лесов (на землях сельхозназначения, и не только) информации вообще практически никакой нет. Фактически леса нашей страны надо приводить в известность заново - в том числе с точки зрения их климатической роли.
https://i.ibb.co/fFsJmSr/image.jpg
Дикий лес - надежное хранилище поглощенного из атмосферы и связанного углерода. В диких таежных лесах основная часть этого углерода приходится на почву, лесную подстилку, живой напочвенный покров и мертвую древесину разных степеней разложения. Автор фотографии - Татьяна Хакимулина