Деревья в тропических вырубленных лесах выделяют углерод быстрее, несмотря на ускоренный рост

Стволы деревьев в тропических лесах, восстанавливающихся после вырубки, производят углекислый газ с большей скоростью, чем в нетронутых лесах, согласно новому исследованию Университета Лестера.

Имея меньше соседних деревьев для конкуренции, стволы в вырубленных лесах способны расти и поглощать CO₂ быстрее, чем в нетронутых лесах. Однако этот ускоренный рост сочетается с более быстрым высвобождением углекислого газа.

В совокупности, если рассматривать все деревья на вырубленной территории, они выделяют столько же CO₂, как и эквивалентная площадь нетронутого леса.

В новом исследовании, опубликованном в журнале New Phytologist, ученые смогли определить, какая часть дыхания стволов (процесса, производящего CO₂) тратится на рост дерева, а какая — на поддержание жизнедеятельности. Они показали, что увеличение дыхания стволов в вырубленных лесах связано с ростом и производством новой древесины, тогда как в старовозрастных лесах большая часть дыхания приходится на поддержание существующей структуры дерева.

Эти выводы подчеркивают необходимость большего исследовательского внимания к вырубленным ландшафтам. Они остаются малоизученными, несмотря на то, что в тропиках вырубленные леса теперь занимают большую площадь, чем старовозрастные.

Тропические леса улавливают углерод из атмосферы, но также выделяют аналогичное количество через дыхательные процессы в экосистеме, включая метаболическую активность роста и поддержания растений. Предыдущее исследование того же автора показало, что вырубленные леса являются чистым источником углерода — они выделяют больше CO₂, чем поглощают. Поэтому важно продолжать изучать их и понимать, что движет их углеродными потоками.

Распространенный метод изучения углеродных потоков — измерение чистого углеродного баланса — не дает информации об их источниках. Это похоже на знание баланса банковского счета без информации о транзакциях. Если мы не знаем источники потоков, мы не понимаем, почему они возникают и что их движет.

Вместо этого в данном исследовании ученые сосредоточились на стволах деревьев, где хранится большая часть биомассы леса. Данные были собраны в лесах Малайзийского Борнео в рамках долгосрочной программы экологического мониторинга. Этот регион, как и большинство тропических лесов Юго-Восточной Азии, имеет долгую историю лесозаготовок.

Измеряя отдельные компоненты углеродного цикла и потоки, можно гораздо лучше понять причины наблюдаемых закономерностей. Это важно для понимания экосистемы леса и экстраполяции данных на сценарии будущих изменений климата и землепользования.

Ученые изучили дыхание стволов у выборки деревьев, а затем оценили значения для всех деревьев на гектарных участках. Результаты на уровне отдельных деревьев показали более высокий уровень выделения углерода на единицу площади поверхности ствола на вырубленных участках по сравнению со старовозрастными: 37 граммов углерода на квадратный метр ствола в месяц (г C м^-2 месяц^-1) на вырубленном участке против 26 граммов на старовозрастном. Однако, поскольку в старовозрастных лесах деревья крупнее и общая площадь поверхности стволов больше, при масштабировании на весь гектарный участок разницы между типами лесов не обнаружилось.

Ведущий автор Мария Миллс, аспирант Школы географии, геологии и окружающей среды Университета Лестера, отметила: «Это исследование рассматривало отдельные деревья в сравнении со всей экосистемой и то, что движет выбросами углерода на обоих уровнях... Мы видим более высокое дыхание на квадратный метр на вырубленных участках, потому что деревья там растут быстрее. Рост имеет метаболическую цену, поэтому за ростом следует дыхание. Деревья на вырубленных участках растут быстрее, потому что у них больше доступа к свету — из-за прогалин, образовавшихся после вырубки деревьев».

«Наши результаты говорят о том, что углеродная динамика в вырубленных лесах сильно отличается от таковой в старовозрастных лесах. Но учитывая, насколько обширны вырубленные леса, их можно считать "новой нормой" для современных тропических лесов. Нам нужно приложить больше исследовательских усилий, чтобы понять, что происходит в вырубленных лесах, как с точки зрения их углеродных потоков, так и более широкого экологического функционирования».