Леса с богатым видовым составом растут более стабильно

Исследование в Science Advances показывает, что экстремальные погодные условия меньше влияют на леса с большим видовым разнообразием, чем на леса с меньшим количеством видов. Кроме того, разнообразные леса также производят больше древесины — в основном благодаря разнообразию функциональных характеристик среди видов.

Исследование провели учёные из Немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия (iDiv) и Института ботаники Китайской академии наук (IBCAS). Оно основано на данных эксперимента BEF-China — крупнейшего в мире эксперимента по изучению биоразнообразия лесов и функционирования экосистем.

Леса по всему миру находятся в состоянии стресса. Из-за глобального потепления они должны быстрее адаптироваться к климатическим колебаниям и экстремальным явлениям. Это приводит к отмиранию деревьев и снижению роста, что уменьшает поглощение углерода. Вместе с ростом выбросов эти факторы усугубляют изменение климата. Также снижаются экосистемные услуги, такие как регулирование климата, накопление воды и обеспечение материалами.

Исследователи выяснили, какие факторы влияют на функционирование лесов в условиях климатического стресса. Они обнаружили, что леса с богатым видовым составом лучше всего защищены от последствий такого стресса. Например, если одни виды деревьев растут хуже из-за экстремальной погоды, другие могут компенсировать потерю. Этот механизм стабилизирует всю систему и обеспечивает её продуктивность.

Также было обнаружено, что разнообразные лесные насаждения обеспечивают более стабильное производство биомассы, чем монокультуры, благодаря защите от погодных колебаний. В результате ежегодный прирост древесины менее изменчив.

Ведущий автор Флориан Шнабель из iDiv и Лейпцигского университета отметил, что связь между видовым богатством и стабильной продуктивностью, а также механизмы, лежащие в её основе, ранее были показаны только в экспериментах на лугах.

«Впервые мы можем показать это в экспериментальных условиях для высокоразнообразных субтропических лесных экосистем», — сказал он.

Основной причиной стабильности роста леса в этом исследовании было не количество различных видов деревьев, а их разные функциональные характеристики. Например, один вид может хорошо расти во влажный год, а другой — в засушливый. Эта особенность — «асинхронность» — проистекает из того, как разные виды используют ресурсы, такие как вода, свет и питательные вещества, и как виды взаимодействуют друг с другом. Стабильность роста всего сообщества определяется этими характеристиками и взаимодействиями.

«В частности, для лесов оставались неизвестными механизмы, основанные на признаках, которые лежат в основе связей между видовым богатством деревьев, асинхронностью и стабильностью сообщества», — сказала соавтор доктор Лю Сяоцзюань из IBCAS.

Исследование показывает, что засухоустойчивость, гидравлическая проводимость и испаряющая способность особенно важны для стабильности роста деревьев. Чем разнообразнее характеристики лесного сообщества, тем стабильнее скорость производства биомассы в условиях меняющегося климата. Наиболее стабильный рост был не в сообществах, где доминировали засухоустойчивые виды, а в тех, где были разнообразные стратегии устойчивости к засухе и использования воды.

Другое недавнее исследование, опубликованное в Nature Ecology & Evolution, также подтверждает эти результаты.

Оба исследования показывают, что стабильность роста и продуктивность вторичных и плантационных лесов можно повысить, увеличив количество видов деревьев. Они дают важный импульс для стратегий управления лесами не только в субтропических районах.

Они побуждают мировое лесное хозяйство и проекты по компенсации выбросов углерода сосредоточиться на посадке, восстановлении и поддержании разнообразных, богатых видами лесов. Это ключ к поддержанию и повышению стабильности роста и продуктивности лесов перед лицом изменения климата.

«Эти выводы имеют важное значение в течение Десятилетия ООН по восстановлению экосистем (2021–2030). Восстановительные проекты должны учитывать акцент на разнообразные, смешанные леса для повышения стабильности, особенно в условиях изменения климата», — сказал профессор Ма Кэпин, руководитель BEF-China и участник этого исследования.