Долгосрочное исследование показывает: разнообразие видов деревьев повышает вероятность успеха посадок

Посадка лесов с разнообразными видами деревьев помогает обеспечить их успех, согласно новому исследованию Смитсоновского центра экологических исследований (SERC) и The Nature Conservancy, опубликованному 18 мая. Это открытие — результат десятилетия работы проекта BiodiversiTREE, крупномасштабного проекта по лесовосстановлению в SERC, рассчитанного на 100 лет и изучающего влияние разных стратегий посадки на выживание саженцев и другие функции экосистемы.

Исследование опубликовано в журнале Restoration Ecology.

Леса естественно разнообразны, и это разнообразие видов растений дает ряд преимуществ: устойчивость к вредителям и болезням, устойчивость к изменению климата и увеличение среды обитания диких животных. Однако почти все лесные плантации и некоторые проекты восстановления высаживаются как монокультуры, что делает управляемые и неуправляемые леса экологически и экономически уязвимыми. Еще один недостаток монокультур — риск неудачи посадки и ранней гибели саженцев.

Сотни научных исследований показали, что биоразнообразие усиливает функцию экосистемы, что предполагает положительное влияние разнообразия на выживаемость посадок. Однако было мало проверок этой гипотезы на деревьях. Ученые создали BiodiversiTREE, чтобы проверить, влияет ли разнообразие деревьев на функцию экосистемы, — это крупнейший эксперимент такого рода в Северной Америке.

В 2013 году ученые и 100 волонтеров посадили 20 000 саженцев на бывших сельскохозяйственных землях у Чесапикского залива. На одних участках высадили один вид, на других — четыре или 12 видов. Около 8000 деревьев проекта ежегодно контролировали первые три года, а затем каждые два-три года.

Через десять лет результаты показали, что проекты лесовосстановления с разнообразными видами с большей вероятностью включают виды, которые хорошо приживаются на месте посадки, снижая риск неудачи.

«Даже посадка четырех видов вместо одного значительно снизила вариабельность выживаемости на наших участках, показывая, что небольшое увеличение разнообразия может оказать большое влияние на успех усилий по посадке деревьев», — сказала Рэйчел Кинг, лесной эколог SERC и ведущий автор исследования.

Результаты повторяют выводы предыдущих экспериментов: монокультуры могут как процветать, так и полностью проваливаться, что делает посадку только одного вида рискованной. Участки с одним видом в BiodiversiTREE были подвержены принципу «пан или пропал»: например, платан показал 99% выживаемости, а гикори — около 21%. Однако разнообразные участки были гораздо стабильнее. В целом, вариабельность выживаемости на участках с одним видом была примерно в два раза выше, чем на участках с 4 и 12 видами.

Лесные экосистемы покрывают почти треть суши Земли, поддерживая большую часть наземных видов и средства к существованию миллионов людей. Леса также критически важны в борьбе с изменением климата. Только в США есть до 148 миллионов акров возможностей для восстановления лесного покрова, что могло бы улавливать 535 миллионов тонн CO₂ в год (эквивалент удаления с дорог 116 миллионов автомобилей).

«Одних только посадок деревьев недостаточно для решения проблемы изменения климата, но при правильном подходе они обладают значительным потенциалом как природное климатическое решение», — сказала Сьюзан Кук-Паттон, старший научный сотрудник по восстановлению лесов в The Nature Conservancy и соавтор статьи. — «Если мы собираемся инвестировать в посадку деревьев, важно обеспечить успех этих новых лесов, используя разнообразный набор местных видов».

Чесапикский залив — крупнейший эстуарий в США и третий по величине в мире. Посадка деревьев в этом критически важном водосборном бассейне поможет восстановить как землю, так и воды.

«Леса играют важную роль, фильтруя питательные вещества, а облесение целого водосбора — как мы сделали с BiodiversiTREE — может дать ценную информацию для улучшения здоровья Чесапикского залива», — сказал Джейми Пуллен, соавтор и главный техник лаборатории наземной экологии SERC.

«Лесовосстановление и посадка деревьев становятся все более важной частью природных климатических решений, но немногие проекты отслеживают выживаемость или влияние на другие функции экосистемы», — сказал Джон Паркер, старший научный сотрудник SERC и директор BiodiversiTREE. — «BiodiversiTREE и сеть подобных проектов в глобальном консорциуме TreeDivNet призваны заполнить эти пробелы в знаниях и обеспечить надежную науку для лучшего управления экосистемами».