Тропические леса удивительно быстро умеют восстанавливаться

Тропические леса могут удивительно быстро восстанавливаться на обезлесенных землях, и позволить им естественным образом отрасти — это эффективный и недорогой способ замедлить изменение климата.

Тропические леса — одно из лучших средств борьбы с изменением климата и исчезновением диких видов в мире. Они хранят огромное количество углерода, служат убежищем для тысяч растений и животных и являются домом для коренных народов, которые их поддерживают. Вот почему более 100 мировых лидеров обязались остановить вырубку лесов к 2030 году на недавней конференции Организации Объединенных Наций по изменению климата в Глазго.

Многие организации и сообщества работают над восстановлением естественных лесов путем восстановления непродуктивных или заброшенных земель и проведения дорогостоящих мероприятий по посадке деревьев. Эти усилия направлены на поощрение возвращения местных растений и животных и восстановление экологических функций и благ, которые когда-то обеспечивали эти леса. Но во многих случаях леса могут восстанавливаться естественным путем, практически без помощи человека.

Мы лесные экологи и члены совместной исследовательской сети, изучающей вторичные леса — те, которые естественным образом отрастают после того, как территория была расчищена, возделана или выпасена. В недавно опубликованном в журнале Science исследовании наша группа является пионером подхода к восстановлению лесов, который дает представление о более чем 2200 лесных участках в естественно возобновляемых тропических лесах в тропиках Америки и Западной Африки.

Наши исследования показывают, что тропические леса восстанавливаются на удивление быстро: они могут вырасти на заброшенных землях и восстановить многие из своих старовозрастных свойств, таких как здоровье почвы, характеристики деревьев и функции экосистемы, всего за 10–20 лет. Однако для поддержки эффективного восстановления и планирования лесов важно понимать, как быстро восстанавливаются различные функции и атрибуты леса.


Леса возвращаются
Большинство лесов во всем мире сегодня отрастают после антропогенных и природных нарушений, включая пожары, наводнения, вырубку леса и вырубку для нужд сельского хозяйства. Например, леса восстановились в Европе в 18-19 веках и на востоке США с начала до середины 20 века. Сегодня на северо-востоке США лесной покров больше, чем 100-200 лет назад.

Сейчас во всех тропических регионах мира леса вырастают примерно на 8 миллионов квадратных километров бывших ферм и ранчо. Ученые и политики в целом согласны с тем, что крайне важно защитить эти возобновляемые леса и предотвратить дальнейшее разрушение и преобразование старовозрастных лесов.

Тропические леса — это больше, чем просто деревья — это сложные динамические сети растений, животных и микробов. Восстановление лесов требует времени и часто приводит к непредсказуемым результатам и различным путям. Модели восстановления различаются для влажных и сухих тропических лесов.

На сегодняшний день в этой активной области исследований особое внимание уделяется исследованиям, в которых изучается, как конкретные характеристики лесов, такие как количество видов, которые они содержат, или биомасса деревьев, меняются во времени и пространстве. Мы считаем важным понимать восстановление лесов как интегрированный процесс, который определяется местными, ландшафтными и историческими условиями.

Многомерный взгляд на восстановление тропических лесов
Наше исследование было сосредоточено на 12 характеристиках, которые являются важными компонентами здорового леса. Они включают:

Почва: сколько в ней органического углерода и азота и насколько она уплотнена? Слишком плотно уплотненная почва — например, копыта пасущегося скота — плохо проникает в корни растений и плохо впитывает воду, что может привести к эрозии.

Функционирование экосистемы: как меняются количество и размер деревьев по мере роста леса? Какова роль в лесовозрастании деревьев, корни которых связаны с азотфиксирующими бактериями? Как отрастание влияет на среднюю плотность древесины и прочность тканей листа?

Структура леса: Каким образом изменяется максимальный размер деревьев, вариации в размерах деревьев и общая биомасса — количество растительного вещества над землей в стволах, ветвях и листьях деревьев по мере роста лесов?

Разнообразие и состав древесных пород: как количество существующих видов деревьев, а также структура разнообразия и численности видов меняются и становятся более похожими на близлежащие старовозрастные леса?

Чтобы оценить долгосрочные темпы восстановления, мы сравнили характеристики лесов, произрастающих на сельскохозяйственных угодьях, которые были заброшены в разное время, и сравнили возобновляемые леса с соседними старовозрастными лесами. Мы разработали новый подход к моделированию, чтобы оценить, насколько быстро восстанавливается каждый атрибут.

Многие из этих атрибутов зависят друг от друга. Например, если деревья быстро отрастают, они могут производить много опавшей листвы, которая восстанавливает уровни органического углерода в почве при ее разложении. Мы проанализировали эти связи, сравнив, насколько сильно атрибуты леса были связаны друг с другом.

Изучаемые нами леса находились в районах с низкой и средней интенсивностью землепользования, что означает, что почвы не были истощены или эродированы и быстро поддерживали возобновление естественной растительности. Например, в бразильском регионе Атлантического леса 10 425 квадратных миль (2,7 миллиона гектаров) леса естественным образом восстановились с 1996 по 2015 год. У тропических лесов гораздо меньше возможностей для восстановления в районах, где почвы сильно переутомлены и не осталось соседних лесов.

Все признаки леса, которые мы исследовали, восстановились в течение 120 лет после отрастания. Некоторые восстановили 100% своих старовозрастных ценностей в течение первых 20 лет отрастания.

Например, характеристики почвы, которые мы проанализировали, достигли 90% значений старовозрастных свойств в течение 10 лет и от 98% до 100% в течение 20 лет. Другими словами, после 20 лет отрастания почвы в лесах содержали практически столько же органического углерода и имели такую ​​же объемную плотность, как и почвы в старовозрастных лесах.

Такое быстрое восстановление отражает тот факт, что почвы на наших исследуемых участках не были сильно деградированы, когда началось восстановление леса. Функциональные характеристики экосистемы также быстро восстановились: от 82% до 100% в течение 20 лет.

Характеристики структуры леса, такие как максимальный диаметр дерева, восстанавливались медленнее. В среднем они достигли 96% показателей старовозрастания после 80 лет отрастания. Породный состав деревьев и надземная биомасса восстановились через 120 лет.

[Вы умны и любопытны в отношении мира. То же самое с авторами и редакторами The Conversation. Вы можете читать нас ежедневно, подписавшись на нашу рассылку.]

Мы определили набор из трех атрибутов — максимальный размер дерева, общие вариации в размере дерева и количество видов деревьев в лесу — которые, рассматриваемые вместе, обеспечивают надежную картину того, насколько хорошо лес восстанавливается. Эти три показателя относительно легко измерить, и менеджеры могут использовать их для мониторинга восстановления лесов. Теперь можно отслеживать размер деревьев и структуру леса на больших площадях и во временных масштабах, используя данные, собранные со спутников и дронов.

Важность естественного возобновления роста
Наши результаты показывают, что возобновление тропических лесов является эффективной и недорогой природоохранной стратегией для содействия устойчивому развитию, восстановления экосистем, замедления изменения климата и защиты биоразнообразия. А поскольку отросшие леса в районах, где земли не были сильно повреждены, быстро восстанавливают многие из своих ключевых атрибутов, восстановление лесов не всегда требует посадки деревьев.

На наш взгляд, ряд подходящих методов лесовосстановления может быть реализован в зависимости от местных условий и потребностей местного населения. Мы рекомендуем всегда и везде полагаться на естественный отрастание, а при необходимости использовать активные восстановительные посадки.