Как лес связывает углерод

Деревья, как и другие зеленые растения, связывают углерод из воздуха в процессе фотосинтеза, образуя органические вещества и в качестве побочного продукта выделяя кислород.

Обратный этому процесс — дыхание, когда дерево использует уже созданные органические вещества как источник энергии и выбрасывает углекислый газ обратно в атмосферу. Разница между результатами фотосинтеза и дыхания и есть нетто первичная продуктивность леса, то есть тот углерод, который связан деревом из атмосферы.

Дерево накапливает углерод и сохраняет его в своих многолетних частях. Коротко живущие части, например, листья, хвоя, мелкие веточки, корешки, разлагаются быстро, и поглощенный ими углерод высвобождается обратно в атмосферу. Но то, что накапливается в древесине, крупных корнях и крупных ветвях, сохраняется очень долго. И пока деревья растут, идет накопление связанного углерода в живой части древостоя.

Когда дерево погибает, оно превращается в мертвую древесину. Стволы деревьев разлагаются очень долго, особенно в северных лесах — от многих десятилетий до столетий, и все это время связанный живым деревом углерод остается в лесной экосистеме. Он постепенно высвобождается в атмосферу в виде углекислого газа, но это происходит очень медленно.

Рано или поздно количество валежника в лесу достигнет того уровня, при котором процессы его разложения будут уравновешивать поступление нового. Кажется, что на этом этапе будет достигнут баланс фотосинтеза и дыхания леса. Но нет, потому что мертвое органическое вещество будет продолжать накапливаться и на поверхности почвы в виде лесной подстилки, которая состоит в том числе из древесной трухи, и в самой почве в течение многих тысяч лет.

То есть, если лес не трогать и дать ему развиваться самому по себе, то за счет накопления мертвого органического вещества, первичным источником которого являются когда-то умершие деревья, и за счет накопления нового органического вещества живыми деревьями, он в течение многих тысячелетий после своего появления остается нетто поглотителем углерода из атмосферы.

Алексей Ярошенко, эксперт по лесам

Пост подготовлен на основе материалов видео на YouTube-канале «Forestforum — лесной канал», 2024

Когда лес становится источником углекислого газа
 
Что должно произойти, чтобы ранее связанный лесом углерод попал обратно в атмосферу?
 
1 — лесной пожар
 
При интенсивных пожарах, особенно верховых, когда древостой практически всегда целиком гибнет, львиная доля углерода, который был накоплен лесом за многие десятки, а то и сотни лет, попадает обратно в атмосферу.

Пожар в лесу – мощный источник парниковых газов, прежде всего, углекислого газа, и сажи, которая в составе дыма тоже попадает в атмосферу, а из северных лесов часто переносится в Арктику, оседает на поверхности снега и льда, что также усиливает глобальные изменения климата.
 
Чем больше лесных пожаров, чем они более катастрофические, тем в большей степени леса из нетто поглотителя углекислого газа превращаются в его нетто источник.
 
2 — рубки
 
Когда лес рубится, происходит мощный выброс углекислого газа в атмосферу. Какая-то часть древесины, конечно, используется для производства долгоживущей лесной продукции. Например, сруб или пиломатериалы будут жить довольно долго, и эта часть связанного углерода долго не попадет в атмосферу.
 
Но на это уходит небольшая доля древесины. Большая её часть используется на производство продукции с относительно коротким жизненным циклом, например, бумаги, картона, упаковки. Она либо разложится на свалках, либо сгорит, но не будет долго сохранять в себе углерод, связанный лесом.
 
Кроме того, почти все, что лежит в лесу, особенно в диком лесу, где много валежника, быстро превратится в углекислый газ, воду и минеральные вещества за счёт огневой расчистки лесосек. Либо просто за счёт того, что мертвая древесина будет измельчена техникой и в таком виде будет разлагаться гораздо быстрее, чем под пологом живого леса.
 
Когда на месте вырубки появится молодой лес, он будет быстро расти, связывать и накапливать из атмосферы новый углерод. Но в течение многих десятков лет вся поглощающая способность этого леса будет уходить на то, чтобы компенсировать тот первоначальный выброс углерода в атмосферу, который произошел при рубке старого леса.

Алексей Ярошенко, эксперт по лесам
Пост подготовлен на основе материалов видео на YouTube-канале «Forestforum — лесной канал», 2024

В канун Рождества хотим поделиться с вами красотой из Центрально-Лесного заповедника.

«В конце года в заповеднике наступила оттепель, а перед самым Новым годом прошел снег. Деревья покрылись свежим снегом, но вышедшие из берегов лесные речки так и не замерзли. Насыщенная гуминовыми кислотами черная вода живописно контрастирует на фоне белого снега...»

Текст, фото и видео: Антон Кораблев

Чем плох углекислый газ?

Мы говорим о том, что при рубках и пожарах лес из поглотителя углекислого газа становится его источником, когда связанный лесом углерод высвобождается и уходит обратно в атмосферу.

Но почему это плохо?

Углекислый газ — один из парниковых газов, наряду с водяным паром, закисью азота, метаном и озоном. Они задерживают солнечное тепло и создают естественный парниковый эффект, необходимый для жизни на нашей планете. Без него воздух на поверхности Земли был бы гораздо холоднее.

То есть углекислый газ сам по себе не плох и является естественной частью нашей атмосферы. В природе его вырабатывают живые организмы, продукты их жизнедеятельности, а также выбросы вулканов. А поглощают углекислый газ в основном растения и океан, поддерживая его баланс в атмосфере.

Но с началом промышленной революции парниковый эффект начал усиливаться, так как выбросы парниковых газов, особенно углекислого, из-за деятельности человека стали более масштабными и продолжают расти. За последние столетия концентрация углекислого газа в атмосфере выросла на 46%, и леса с океаном уже не в состоянии восстановить баланс. В результате температура на Земле растёт.

Сжигание ископаемого топлива (нефтепродуктов, угля, природного газа), вырубка лесов, осушение болот, растениеводство и животноводство, производство цемента — все это увеличивает количество парниковых газов.

Вследствие этого меняется климат, тают ледники и морской лёд, повышается уровень моря, исчезают местообитания полярных видов растений и животных, меняются ареалы и пути их миграций, и некоторые виды погибают, не успев адаптироваться. Повышение температуры увеличивает риски экстремальных природных явлений — ураганов, наводнений, засух, песчаных бурь — по всему земному шару.

Для того, чтобы снизить темпы глобального потепления, необходимо сокращать выбросы парниковых газов, и для это нужен целый комплекс мероприятий, касающихся каждого — от сокращения количества пищевых отходов на свалках до кардинального переустройства энергетики.

Но не стоит забывать и о лесах, природных поглотителях углерода. О том, что нужно делать, чтобы увеличить поглощающую способность леса, мы расскажем в следующей публикации.

Текст: Лена Миненко