Изменение климата и влияние лесов
Современное потепление климата становится все более очевидным процессом вне зависимости от продолжающихся жарких дискуссий о его причинах. По оценкам IPCC, среднегодовая глобальная температура воздуха за 1905–2005 годы возросла приблизительно на 0,7 °С. В чем причина климатических изменений? Происходило ли уже нечто подобное на Земле? Каково влияние климата на состояние лесов и могут ли леса влиять на состояние климата?
Сложная картина изменений
Степень потепления отличается в разных районах земного шара. На территории России годовая температура растет более чем в 2 раза быстрее, чем в среднем по миру: за 1905–2005 годы она увеличилась на 1,5 °С. Температурные тренды различаются и в пределах российской территории: быстрее всего теплеет в Европейской России, на юге Западной Сибири, в Прибайкалье, Забайкалье и на северо-востоке Якутии. Помимо роста средних температур, изменяется и характер температурных аномалий. Опережающими темпами растут годовые максимумы и в особенности минимумы температур, сокращается число дней с аномально низкими и возрастает с аномально высокими температурами.
Более сложная картина изменений наблюдается для годовых сумм осадков. Как правило, в тех регионах, где осадков хватало и раньше, их становится больше, а там, где осадков было мало, они уменьшаются. На большей части территории нашей страны за последние 40 лет годовые суммы осадков возросли. Однако в некоторых регионах России, в частности на западе европейской части, юге Дальнего Востока, суммы осадков уменьшились, особенно в летнее время года.
Климатические изменения воздействуют на все типы растительного покрова суши и, конечно же, на леса. Как далеко заходили модификации лесного покрова при изменениях климата в прошлом, насколько они выражены в настоящее время, как будут идти в недалеком будущем? В какой степени леса, в свою очередь, влияют на климатические изменения и возможно ли бороться с глобальным потеплением с помощью управления лесами? Эти вопросы являются предметом многочисленных научных исследований, проводимых как в России, так и за рубежом. Имеются и примеры практических действий по управлению лесами с целью регуляции климата.
Временами изменения климата приводили к почти полному обезлесению Евразии и Северной Америки, временами зоны распространения лесов существенно превышали современные. Но ситуация изменилась в последние тысячи лет. Первенство в решении, быть или не быть лесу в данном месте, перешло к человеку.
Лесные ритмы в прошлом
В прошлом климат Земли испытывал неоднократные циклические колебания, временами было намного холоднее (что приводило к оледенениям), временами – значительно теплее, чем в настоящее время. Механизмы этих колебаний до сих пор являются предметом научных дискуссий, поскольку определяются сложным сочетанием космических, геологических и биосферных факторов. Климатическая история недавних ближайших геологических эпох (плейстоцена и голоцена) установлена вполне надежно, как и сопутствующие изменения растительного покрова. Посмотрим, как он изменялся в европейской части России за последние 150 тыс. лет.
Начало нашего рассмотрения приходится на максимум Московского оледенения, когда южная граница ледникового щита доходила до Смоленска, Москвы и Нижнего Новгорода (понятно, что городов тогда и в помине не было). Южнее находилась сравнительно узкая полоса полярных пустынь, а далее шли широкие просторы плейстоценовой тундростепи вплоть до нынешних южных границ нашей страны. Массивы лесов в это время вообще отсутствовали!
Затем климат постепенно потеплел, и 125 тыс. лет назад наступил оптимум межледникового периода. В это время температура была на 2–3 °С выше современной (точнее, той, которая была характерной для середины XX века). Почти всю Европейскую Россию покрывали широколиственные леса, тайга узкой полосой тянулась лишь вблизи Северного, но не столь ледовитого океана. Добавим, что уровень моря тогда был намного выше, чем ныне, потому северные берега располагались южнее, а Скандинавия представляла собой остров.
Примерно 110 тыс. лет назад начался новый ледниковый период. В горах Скандинавии стал формироваться ледниковый щит. Похолодание было еще не самым сильным, но оно уже сказалось на перераспределении растительных зон. Север Европы заняли тундры, центральную часть – тайга, на юге сохранились широколиственные леса. За резким похолоданием последовал длительный период нестабильного климата, не успевшего серьезно изменить границы растительных зон.
Похолодание усилилось 70 тыс. лет назад. Ледниковый щит занял северную часть материковой Европы. Это оледенение получило название Тверского, по южной границе ледникового щита. Остальная часть Европы была покрыта тундрами, тундростепями и степями, леса можно было найти лишь в горах Южной Европы. А 43 тыс. лет назад пришло временное потепление, климат стал напоминать современный. Но лесной покров в это время так и не успел восстановиться, а преобладающим типом растительности были степи и лесостепи.
Похолодание вернулось 41 тыс. лет назад и длилось почти 15 тыс. лет. Северная часть Европы подверглась Осташковскому оледенению, название которого опять же указывает его южную границу. При максимуме оледенения среднегодовые температуры были на 8–9 °С ниже современных. К югу от ледника простиралась полоса тундр, а вся остальная часть Европейской России была покрыта тундростепью. Климат был не только холоднее, но и существенно суше современного. Потому на юге Европы и в Малой Азии тундростепи сразу переходили в сухие степи и полпустыни. Леса можно было найти лишь в виде узкой полосы на южных берегах Черного моря, которое, ввиду понижения уровня океана, не имело связи со Средиземным.
13 тыс. лет назад происходит резкое потепление, ледниковый щит отступает к северу. Большая часть Европейской России покрывается тайгой, к югу от Курска и Саратова простираются степи, к северу от Санкт-Петербурга и Котласа – тундры. Однако ледниковый период еще напомнил о себе 11 тыс. лет назад, когда среднегодовые температуры стали на 4–5 °С ниже современных. И снова лесу пришлось отступить из Европейской России, уступив место полярным пустыням, тундростепям и сухим степям.
Наконец, 10 тыс. лет назад начинается устойчивое потепление. Оно приводит к постепенному исчезновению европейского покровного ледника. Это время принято за начало новой геологической эпохи – голоцена, – которая продолжается и в настоящее время. Лес возвращается в Европу, причем характер лесного покрова постоянно меняется вслед за прогрессирующим потеплением. На промежуток от 7 до 5 тыс. лет назад приходится наиболее теплый и влажный периода голоцена. Температуры на 2–3 °С выше современных. Север Европейской России был покрыт тайгой, простиравшейся от Северного океана до линии Санкт-Петербург–Вологда, южнее находились широколиственные и смешанные леса. К югу от линии Курск–Ульяновск леса сменялись лесостепью и степями. 5 тыс. лет назад климат несколько похолодал и фактически стал близок к современному, хотя некоторые колебания присутствовали и в дальнейшем. Но климат уже перестал быть главным фактором, контролирующим ритмы лесного покрова. Ведь на сцену уверенно шагнул новый ведущий актер – человек.
На территории России годовая температура растет более чем в 2 раза быстрее, чем в среднем по миру.
Тенденции современности
Обратим внимание на температурные максимумы позднего плейстоцена (125 тыс. лет назад) и голоцена (5–7 тыс. лет назад). Они на 2–3 °С выше среднегодовых температур середины XX века. Именно такая климатическая ситуация сложилась в Европейской России в настоящее время, да и Сибири с Дальним Востоком при нынешних темпах потепления осталось ждать недолго. Понятно, что пока потеплению не хватает времени, чтобы сильно сказаться на характере лесного покрова, однако свидетельства его климатогенных изменений постепенно накапливаются в научной литературе.
Значительная часть таких свидетельств относится к северному пределу распространения леса. На Полярном Урале отмечена экспансия древесной и кустарниковой растительности в пояс горных тундр. В результате верхняя граница распространения лиственничных редколесий и сомкнутых древостоев за последние 80–90 лет повысилась в среднем на 35–40 м, максимально – на 50–80 м. Продвижение кустарников вверх по склону на 50 м и более описано для Хибин. Активный рост кустарниковой растительности, в особенности ив, наблюдается в восточноевропейских тундрах. Граница распространения кустарниковой ивы продвинулась к северу, а густота и высота ивняков увеличилась. Увеличение сомкнутости древостоев и продвижение лиственницы в зону тундры отмечается в Северо-Сибирской низменности.
Южная граница леса тоже претерпевает изменения. Проблема деградации и усыхания дубрав лесостепной и степной зон европейской части России широко известна и активно обсуждается в научной литературе. Климатическими факторами этой деградации являются экстремально низкие зимние температуры, а также засухи. В Байкальском регионе, наоборот, наблюдается наступление сосновых лесов на степные экосистемы, что объясняется увеличением количества осадков.
Климатическое воздействие на леса зачастую имеет негативный характер вплоть до ослабления и гибели лесных насаждений. Доминирующей причиной гибели лесов в России являются лесные пожары. Неблагоприятные погодные факторы и повреждения насекомыми вносят следующие по значимости вклады в гибель лесов. Режимы лесных пожаров, ареалы и частота вспышек лесных вредителей тоже модифицируются климатическими изменениями, но эти темы заслуживают отдельного обсуждения. Здесь же обратим внимание на роль экстремальных погодных воздействий. К таким воздействиям относятся засухи, приводящие к усыханию лесных насаждений, ураганные ветры, провоцирующие массовый ветровал и бурелом, ливни, во время которых происходит либо смыв отдельных участков леса, либо усыхание деревьев в результате длительного затопления. Массовое повреждение деревьев может вызываться обильно выпавшим мокрым снегом (снеголом) или обледенением. При сильном граде происходит повреждение коры ветвей, что приводит к заметному ослаблению древостоев и частичному их усыханию.
Информация по гибели лесов от погодных факторов собирается в государственной системе лесопатологического мониторинга. Имеющиеся сведения позволяют оценить интенсивность гибели лесов от погодных факторов (рис. 1). Повышенная интенсивность гибели лесных насаждений характерна для большинства областей Европейской России, а также Алтайского края, Оренбургской области и Хабаровского края. В субъектах северной части Сибири (Республика Саха, Красноярской край, Чукотский АО, Магаданская область) процесс невелик либо близок к нулю.
Состояние лесов во многом определяется региональными тенденциями изменения среднегодовых температур воздуха и годовых сумм осадков, о которых говорилось выше. Неблагоприятное сочетание тенденций характерно для Европейской России, где рост среднегодовых температур сопровождается уменьшением количества осадков. Именно здесь ныне регистрируются наиболее высокая интенсивность гибели насаждений от погодных факторов. Аналогичная ситуация наблюдается и на юге Дальнего Востока.
Рассмотренный пример показывает, что изменения лесного покрова в условиях меняющегося климата не всегда идут постепенно, а могут сопровождаться быстрой гибелью целых лесных массивов. Имеется два аспекта такого развития событий. С одной стороны, региональные климатические тренды оказываются неблагоприятными для существующих лесов, что приводит к их ослаблению и постепенному отмиранию доминирующих древесных пород. С другой – переходные периоды всегда чреваты нестабильностью, потому в регионах с наиболее выраженными климатическими трендами чаще встречаются экстремальные погодные ситуации. И именно эти кратковременные, но мощные по воздействию события становятся непосредственной причиной гибели лесов.
Рис.1 Интенсивность гибели лесов от погодных факторов
Рис. 2 Современные изменения углеродного бюджета России
Что ждет нас в будущем?
Что же будет с лесным покровом в обозримом будущем? Этот вопрос ставится в популярном ныне направлении научного поиска, которое называется «биоклиматическое моделирование». Суть направления достаточно проста. Сначала исследуются зависимости пространственного распределения современного растительного покрова от комплекса климатических факторов, затем выбирается модель будущего климата, и прогнозируются сдвиги и переходы типов растительности.
Современное биоклиматическое моделирование – мощный и вполне надежный инструмент научного исследования, но главная проблема скрыта в достоверности исходных данных, т. е. в сценариях будущего потепления. Современное потепление связано с повышением содержания парниковых газов в атмосфере, в первую очередь диоксида углерода, что вызвано ростом эмиссий парниковых газов в результате сжигания ископаемого топлива и прочих процессов, связанных с развитием современной цивилизации. Климатический прогноз должен учитывать сценарии изменения эмиссий парниковых газов. А эти сценарии, в свою очередь, зависят от множества факторов, в частности роста народонаселения и экономики, технологического прогресса, действенности международных соглашений по ограничению выбросов и т. д. Как именно будет складываться ситуация с антропогенными эмиссиями парниковых газов в будущем, пока сказать нельзя. Потому любой прогноз будущих климатических изменений обладает высокой степенью неопределенности.
В 4-м докладе IPCC рассматривается набор сценариев роста эмиссий и для каждого из них дается свой прогноз климатических изменений. При сохранении существующих тенденций роста мировых эмиссий средняя глобальная температура к 2100 году повысится почти на 4 °C. Если же произойдет стабилизация выбросов парниковых газов, рост температуры составит не более 2 °C. Глобальные биоклиматические модели, рассмотренные в этом докладе, используют тот же набор сценариев. Согласно полученным прогнозам, из всех лесных регионов планеты наибольшие изменения будут происходить в бореальных и умеренных районах Евразии и Северной Америки за счет смещения на север границ лес–тундра и лес–степь. При повышении температуры на 4 °C отступление лесов с юга захватит всю территорию России и будет более масштабным, чем их продвижение на север. В частности, естественное обезлесение охватит почти всю среднюю полосу Европейской России и Западной Сибири. При повышении температуры на 2 °C обезлесение затронет лишь юг Западной Сибири, а общая площадь лесного покрова увеличится за счет распространения в современную зону тундр.
Имеются и более детальные биоклиматические прогнозы, построенные на региональном уровне. Например, исследователями из Института физики атмосферы РАН сделан прогноз изменений растительного покрова России при повышении глобальной температуры на 1 °C, которое ожидается к 30–50-м годам XXI века (напомним, что рост температуры в России будет выше глобального). Масштабного исчезновения лесов к этому времени не будет, за исключением относительно небольших площадей сосняков в Волжско-Вятском междуречье и верхнем течении реки Обь. Однако процессы трансформации растительных сообществ начнутся на 70 % площадей сосняков и 50 % – ельников. Менее чувствительны к потеплению смешанные леса и дубравы (трансформации стартуют на 20 % площади), а самыми устойчивыми будут лиственничные леса Восточной Сибири (5 % трансформаций). Эти результаты вполне сопоставимы с глобальным прогнозом IPCC, предсказывающим исчезновение к 2100 году 30 % сосновых и еловых лесов.
Леса России могут стать мощным источником углекислого газа для атмосферы. Это, в свою очередь, может еще больше усилить процесс потепления.
Воздействие леса на климат
Воздействие климатических изменений на леса проявляется как в геологической истории, так и в современности. Однако существует и обратное влияние леса на климат, которое обусловлено различными свойствами лесного покрова. Например, наличие леса изменяет отражающие свойства земной поверхности, тем самым модифицируя количество тепла, поглощаемое поверхностью в светлое время суток. Лес влияет на гидрологический цикл и испаряемость, делая климат региона более мягким и влажным. В лесу дольше задерживается снежный покров, сглаживая весенние скачки температуры и снижая риски весеннего половодья. Но, пожалуй, важнейшее свойство лесов, сказывающееся на глобальном климате, связано с осуществлением углеродного цикла. Одна из стадий этого цикла проходит через углекислый газ атмосферы, повышение концентрации которого, как мы уже отмечали, и является главной причиной современного потепления.
В процессе фотосинтеза из атмосферы поглощается и сохраняется в растительной биомассе углерод, а атмосфера обогащается кислородом. В средствах массовой информации леса называются «легкими планеты», однако газообмен леса с атмосферой не столь прост. Помимо фотосинтеза, в лесных экосистемах происходит разложение органического вещества, т. е. дыхание. Дышат многочисленные животные, поедающие растительную биомассу, дышат грибы и бактерии, разлагающие мертвые растительные остатки и органическое вещество почвы, дышат сами растения. В старовозрастных лесах продуцирование кислорода и дыхание тесно сбалансированы, в результате годовой баланс углерода оказывается близким к нулю. Однако это не значит, что старовозрастные леса не играют роли в регуляции газового состава атмосферы. Просто период активного поглощения углерода в них миновал, а ныне они являются хранителями «законсервированного» углерода, т. е. того, который уже не может вызывать парниковый эффект. Лес хранит углерод в биомассе растений, в мертвой древесине валежа и сухостоя, в лесной подстилке и гумусе почвы. В бореальных лесах именно почва служит главным хранилищем углерода, в то время как в тропических – биомасса растений.
Молодые растущие леса по своему углеродному циклу отличаются от старовозрастных. Здесь продукционные процессы преобладают над разложением, за счет чего и происходит увеличение запасов углерода, обеспечивающее сток углекислого газа из атмосферы. Именно молодые леса в полной мере являются зелеными легкими планеты.
Теперь рассмотрим цикл углерода лесов на региональном уровне. Леса подвержены различным нарушающим воздействиям: рубкам, лесным пожарам, вспышкам вредителей, ветровалам и т. д. Эти воздействия приводят к гибели либо деградации лесов, потерям запасов углерода и эмиссиям углекислого газа в атмосферу. К счастью, потери запасов углерода лесами могут быть обратимыми. Если на вырубках, гарях и местах других нарушений начинают восстанавливаться молодые леса, происходит постепенная компенсация запасов углерода при росте биомассы и пополнении других хранилищ. Если же на местах нарушений происходят изменения землепользования, например конверсия в пахотные земли, то компенсация потерь отсутствует.
Вернемся к углеродному циклу лесного региона и допустим, что изменений землепользования не происходит. При постоянстве уровня нарушающих воздействий происходит адаптация совокупности лесов региона, возникает устойчивое соотношение площадей лесов различного возраста. Суммарные для региона запасы углерода лесов стабилизируются, а региональный баланс углерода лесов приближается к нулевому (потери с нарушениями компенсируются приростами запасов углерода в молодых лесах). Если уровень нарушений со временем увеличивается, то леса начинают терять углерод и превращаются в источник углекислого газа. Если снижается – леса обретают способность к поглощению дополнительного количества углерода. Таким образом, уровень нарушающих воздействий становится рычагом, который управляет бюджетом углерода лесов. Этот рычаг уже в течение нескольких тысячелетий контролируется в первую очередь человеком.
Для примера рассмотрим современные изменения углеродного бюджета лесов России (рис. 2). В конце 1980-х годов леса России ежегодно поглощали из атмосферы около 70 млн тонн углерода в год. В середине 1990-х годов имело место резкое увеличение поглощения углерода. Ныне годовой сток углерода из атмосферы в леса России близок к 210 млн тонн.
Вполне правомерен вопрос: с чем же связаны столь выраженные изменения углеродного бюджета лесов России? Для ответа достаточно рассмотреть динамику суммарных объемов лесозаготовок. В 1958–1989 годах годовой объем заготовок древесины в лесах нашей страны был близок к 350 млн м3. В период социально-экономических реформ начала 1990-х годов объемы лесопользования упали до 150 млн м3 в год и фактически стабилизировались на этом уровне. Лишь в самые последние годы наблюдается небольшой рост объемов заготовки древесины. Изменения режима лесопользования являются основной причиной недавнего роста поглощения углерода лесами России. Стабильность объемов лесозаготовок в 1960–1990 годах привела к возникновению устойчивой возрастной структуры российских лесов, которая обеспечивает прирост древесины, компенсирующий ее изъятие с лесозаготовками. Как уже отмечалось выше, в такой ситуации углеродный бюджет лесов не должен сильно отличаться от нулевого. При сокращении лесопользования прирост стал превышать изъятие, что привело как к росту запасов древесины в лесах, так и к усилению поглощения углерода.
Ну а в чем же здесь влияние климатических изменений, о значимости которых мы долго рассуждали в предыдущих разделах? Пока эти изменения проявляются разнонаправлено: расширение границ леса и увеличение скорости роста молодых насаждений на севере компенсируется ослаблением и гибелью насаждений на юге. Понятно, что при реализации сценария наиболее сильного потепления, при котором прогнозируется обезлесение средней полосы европейской части и Западной Сибири, леса России станут мощным источником углекислого газа для атмосферы. Это, в свою очередь, может еще больше усилить процесс потепления.
Ситуация в мире
К счастью, в настоящее время леса бореального и умеренного поясов являются глобальным стоком углерода. Дело в том, что в развитых странах, на территории которых находятся основные площади таких лесов, в XX веке в основном стабилизировалось население, устоялись формы землепользования, получили широкое распространение приемы и технологии устойчивого лесопользования. Во многих странах, особенно из состава Евросоюза, задачи устойчивого экологического развития стали приоритетными по отношению к экономическому росту. Все эти факторы во второй половине XX века привели к уменьшению нарушающих нагрузок на бореальные и умеренные леса, что, естественно, выразилось в увеличении ими поглощения углерода из атмосферы. Территории умеренного и бореального поясов планеты поглощают ныне около 1 млрд тонн углерода, тем самым замедляя рост содержания парниковых газов в атмосфере и снижая темпы потепления.
Роль лесов развитых стран в поглощении парниковых газов признается международными климатическими соглашениями, в частности Киотским протоколом. Развитые страны могут учитывать управление лесами в кадастрах парниковых газов. К сожалению, на этот учет наложены серьезные ограничения, в частности, Россия может зачесть не более 33 млн тонн углерода ежегодно, что в 6 раз меньше, чем современная величина поглощения углерода российскими лесами. С одной стороны, ограничения способствуют более активной деятельности по сдерживанию эмиссий в индустриальных секторах экономики. С другой – дискриминация учета лесных стоков мало способствует повышению значимости «углеродных» приоритетов в лесной политике.
Ну а что же творится с углеродным бюджетом тропических лесов? К сожалению, здесь ситуация складывается неблагополучная. Во многих развивающихся странах, обладающих значительными площадями тропических лесов, продолжается их сведение с последующей конверсией земель в иные типы землепользования, в первую очередь сельскохозяйственные. Этот процесс приводит к годовой эмиссии в атмосферу около 2 млрд тонн углерода. Именно поэтому вопрос сокращения эмиссий от обезлесения в развивающихся странах находится в центре внимания переговорного процесса по новому климатическому соглашению, идущему на смену Киотскому протоколу.
Отметим, что в целом углеродный бюджет территории тропического пояса близок к нулю. Существующие потери углерода от обезлесения компенсируются усилением поглощения углерода в сохраняющихся тропических лесах (возможно, здесь сказываются положительные эффекты глобальных изменений), а также восстановлением запасов углерода на ранее нарушенных территориях. Некоторые развивающиеся страны (Китай, Индия, Коста-Рика) самостоятельно, не ожидая внешней поддержки, проводят программы сохранения и восстановления лесов.
Значительная часть свойств лесного покрова определяется влиянием климата. Долгое время естественные климатические колебания были главной причиной ритмических изменений лесного покрова планеты. Временами трансформации климата приводили к почти полному обезлесению Евразии и Северной Америки, временами зоны распространения лесов существенно превышали современные. В последние тысячи лет ситуация стала иной. Первенство в решении, быть или не быть лесу в данном месте, перешло к человеку. И даже современное потепление, все очевиднее воздействующее на леса, имеет антропогенную природу. Пока леса помогают сдерживать потепление, поглощая из атмосферы часть углерода, выброшенного туда человеком. Но их возможности не беспредельны, и при усилении потепления леса могут превратиться в дополнительный источник парниковых газов. Будем надеяться, что антропогенная модификация климата все же будет остановлена раньше.
При подготовке статьи использованы материалы 4-го оценочного доклада об изменении климата (IPCC), Оценочного доклада об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации (Росгидромет), обзоры санитарного и лесопатологического состояния лесов России (Рослесозащита), результаты исследований автора и ряд научных публикаций.
Бореальные леса – леса Северного полушария от их северной границы с лесотундрой до средних широт, произрастающие в условиях холодного, умеренно-холодного и умеренного климата.
Лес, климат и человек — Аналитика Лесной промышленности
Леса и климатические зоны
Лес и климат – понятия взаимозависимые. Да, леса – это настолько значительная по своим размерам экосистема, которая не может не оказывать влияния на климат, и в то же время, климатические условия определяют видовое разнообразие лесов, его географическое распространение. Климатические зоны опоясывают земной шар, по их характерным признакам выделяют типы климата. Рассмотрим, какие породы деревьев и виды леса приспособились к тому или иному климату.
Тундра
Средняя температура в этой зоне, в самый теплый месяц в году колеблется от 0 до 12 °С. Сильные ветра, каменистая и малоплодородная почва заселена низкорослыми растениями и мхами. Типичная тундровая растительность приспособилась выживать в тяжелых климатических условиях, корневая система растений не проникает в глубокие слои почвы, а низкие стволы деревьев в зимнее время укрыты снегом, предохраняющим их от вымерзания в жестокие арктические морозы. Карликовые березы и арктические ивы подчас ниже высотой, чем обыкновенные подберезовики. Травы, мхи и кустарники – вот основная растительность тундры, леса как такового в этом климатическом поясе нет.
Тайга
Климат тундры плавно переходит в таежную зону. Видовое разнообразие здесь значительно больше — хвойные и лиственные леса занимают огромные территории. Практически все виды хвойных пород деревьев и неприхотливые лиственные виды населяют таежное пространство. Ели, пихты, сосны и кедры простираются на десятки и сотни километров, по берегам рек произрастают березы, осины, верба. Почву покрывают мягкие мхи и ягодные кустарники. Температура воздуха летом в таежном климате немного выше тундровой – в среднем до 20 °С.
Умеренная климатическая зона
Леса этой зоны составляют почти половину от общего количества лесов на планете. Средняя температура воздуха летом в умеренной зоне достигает 22 °С. Зима здесь не слишком холодная, а лето не жаркое – вот благоприятные условия для произрастания огромного количества древесных пород и иных растений. Густые леса стали домом сотням видам животных. Ясени, вязы, орешник, дубы и буки – эти породы деревьев издревле используются человеком.
Муссонный климат
Муссонный климат предполагает малоснежную зиму и обилие осадков в теплое время года. Эти территории занимают густые лиственные леса, с рослыми кустарниками, плющами и травяным покрытием почвы. Бамбук, магнолии, камфорные деревья, лавры и магнолии – вот лишь малая толика названий тех пород, что можно встретить в этом теплом и влажном климате.
Степи
Климат степей – засушливый и жаркий. Средняя температура летних месяцев колеблется от 20 до 35 °С, количество осадков в этот период может достигнуть 400 мм. Лесов как таковых в степной зоне нет, здесь преобладает травянистая растительность, иногда встречаются отдельные группы лиственных деревьев.
Средиземноморский климат
Типичный климат средиземноморья — это жаркое лето с низким количеством осадков и зима, с высоким количеством осадков и редкими снегопадами. В условиях летней засушливости хорошо развиваются вечнозеленые жестколистные породы деревьев. Мирт, фисташковые деревья, дикие маслины, колючие вьющиеся растения и травы растут на местах, свободных от фруктовых плантаций и полей.
Субтропики
Субтропики бывают сухими и влажными. Среднемесячная температура в пик холодного периода от 2 до 10 °С, с большим количеством осадков. На пространстве сухого субтропического климата распространены дикие плодовые деревья, сосны, можжевельник и колючие кустарники.
Влажные субтропики располагают благодатными условиями для многих видов древесных пород: обилие солнечного тепла, глубокий почвенный слой дает возможность произрастать самым разным растениям. Субтропические влажные леса многоярусные – здесь идет борьба за солнечный свет. Из древесных пород распространены бук, каштан, дуб, граб, а также вечнозеленые кустарники и плющи.
Но и это не вся классификация: свои климатические условия имеют пустыни – субтропические и внутриматериковые, саванны и влажные тропики. Леса распространяются в зависимости от температуры воздуха и влажности, обилия осадков и достаточности солнечного тепла и света. Климатические зоны с суровыми условиями и преобладанием хвойных лесов не могут похвастать разнообразием древесных пород, в отличие от теплых и влажных районов.
Жизненный цикл растений состоит из противоположных по значению действий – поглощение и выделение. Именно он, оказывает влияние на климат не только конкретных климатических зон, но и всей планеты.
Фотосинтез
Каждый школьник знает, что растения способны поглощать углекислый газ из воздуха. Это их удивительное дыхание, процесс, названный фотосинтезом. В чем же он заключается? Ведь благодаря именно этому химическому процессу на Земле появились условия для появления жизни. Фотосинтез – это еще один круговорот в природе, основанный на влиянии солнечного света и способности растений поглощать и выделять, это процесс, благодаря которому леса не только дарят жизнь всему живому, но и могут влиять на климат планеты.
Жизненно-важными для растений являются – свет, тепло и влага. Воду растения берут из почвы, а углекислый газ – из воздуха и связывают их, образуя органическое вещество. При этом химическом процессе в воздух выделяются молекулы двухатомного кислорода, и важным катализатором является именно присутствие солнечного света. Ученые выяснили, что при увеличении концентрации углекислого газа в атмосфере, растения способны увеличивать его поглощение.
Зная все это, становится ясно, что разведение лесов и бережное отношение к имеющимся – вот рецепт насыщения воздуха кислородом и поглощения большего количества углекислого газа. Возможно, это один из способов или часть способа, как избежать глобального потепления. Но вспомним о массовой гибели лесов в пожарах и при других стихийных бедствиях, об «обезлесевании» в результате промышленной деятельности человека, об уменьшении лесных массивов из-за изменений климата.
Лесной массив, в котором поглощение углекислого газа примерно равно его выделению формируется на протяжении до 600 лет. Но в течение всего этого времени лес активно занимается поглощением этого газа из воздуха.. Поэтому именно восстановление лесов считается основной альтернативой иным, более сложным и затратным способам борьбы с глобальным потеплением. Несмотря на острую необходимость в сохранении площадей лесных массивов, их территории продолжают сокращаться.
Вымирание леса
К сожалению, если бы сохранность леса зависела только от упорядочивания деятельности человека, проблема не была бы такой острой. Причиной вымирания можно назвать комплекс условий, который угнетает развитие растений, делает его невозможным.
В большей степени, чем что-то еще оказывают влияние кислотные дожди. Сжигание мусора, работа электростанций, выбросы в атмосферу в результате деятельности всевозможных производств и эксплуатации автомобилей – вот причины попадания в воздух химических элементов, которые вступают в реакцию с водой или с кислородом, а затем выпадают на землю в виде осадков – агрессивных дождей. Не секрет, что выбросы в атмосферу рано или поздно окажутся в почве и в растительности, именно они меняют состав почв, повреждают корни и листья. Остальные условия не настолько необратимы, но также вносят свою лепту в гибель растений – это всевозможные бактерии, грибы, вырубки, развитие сельского хозяйства, изменения климата и пожары. Тысячи гектар леса сгорают каждый год, но можно ли восстановить их за такой короткий срок? Или быть может, есть возможность защитить леса от гибели?
Защита леса
Защитой леса целенаправленно занимаются различные организации, действующие и под государственным управлением и на общественных началах. Все эти объединения руководствуются Конституцией РФ, Законом об охране окружающей среды, Декларацией ООН и иными нормативными актами российского и международного значения.
На местах защитой лесов занимаются лесные хозяйства, лесники и егеря. Закрепленная за лесным хозяйством территория регулярно осматривается с воздуха, проводятся пешие рейды – это позволяет своевременно обнаружить очаг возгорания и принять противопожарные меры. Сухостой и сброшенные ветрами сухие ветви с деревьев также могут стать причиной пожара в жаркую погоду, поэтому в обязанности лесников входит очистка леса от сушняка. Еще одна опасность для живых деревьев – гниющие стволы старых, поваленных деревьев. Они — источники заражения растений бактериями и грибами.
Территории, выгоревшие в результате пожара, огромными, черными, некрасивыми пятнами разбросаны по лесному массиву. Лесные хозяйства «оживляют» эти места, засаживая их молодыми деревцами.
Высадка саженцев – мера необходимая и важная. Деревья роняют массу семян в почву, но их львиная доля перепревает в слое сухих листьев и перегноя. Эту проблему решают с помощью специального проращивания семян.
Обычно, лесные хозяйства оборудованы теплицами для прорастания семян деревьев. Они прорастают в благоприятных условиях, а затем, высаживаются в открытый грунт. Большую помощь в этой работе оказывает местное население и школьные трудовые бригады.
Беречь лес – задача многогранная, состоящая из многих ступеней решения проблемы. Здесь важно все – от экологии и землепользования до действий каждого конкретного человека. В вопросе защиты лесных массивов действует правило: «Сохранить легче, чем создать новое». Тем более, что природа способна позаботиться о себе сама, как это было тысячи лет, на протяжении веков. Ограничение влияния техногенных производств на окружающую среду и ответственное отношение людей к природному окружению заметно преобразит сложившуюся ситуацию в лучшую сторону.
Климат и энергетика | Лес и климат
Факт влияния лесов на климат и то, что они сами находятся под воздействием изменений климата, не вызывает сомнений: этой теме уделяется детальное внимание во Втором оценочном докладе Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации и в Пятом оценочном докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (Fifth Assessment Report, vol. 2. Climate Change 2014, Impacts, Adaptation and Vulnerability). Однако картина взаимодействия не столь проста и иногда обрастает слухами и суждениями, которые должны быть четко отделены от научного взгляда на проблему. Особенно важно сделать это в контексте крупномасштабных решений, в частности разработки правил реализации Парижского соглашения ООН и соответствующих национальных мер.
Есть ряд вопросов, которые на уровне научных статей и докладов проработаны уже достаточно хорошо, однако у представителей широкой аудитории встречаются ложные представления о влиянии лесов на климат. Всегда ли идущие в лесу процессы приводят к изъятию (абсорбции, или стоку) СО2 из атмосферы? Насколько леса России важны с точки зрения глобального баланса СО2 и влияния на него человека? Являются ли они существенным источником кислорода для всей планеты? Что означает «максимально возможный учет поглощающей способности лесов», который Россия поставила условием выполнения своих обязательств в рамках нового климатического договора? Можно ли «спасти» планету с помощью посадки лесов? Что нужно делать?
Леса России и даже всего мира не могут быть «спасением» от антропогенных выбросов парниковых газов, а глобальной проблемы нехватки или сокращения источников кислорода не существует в принципе. С точки зрения глобального баланса СО2 России важно не нарастить сток углекислого газа (это нереально), а по максимуму сохранить нынешний уровень поглощения примерно 600 млн т СО2 в год, которые составляют лишь 1,2% глобальных антропогенных выбросов парниковых газов, но компенсируют более 20% от нынешних выбросов в секторах экономики страны.
«Максимально возможный учет поглощающей способности лесов», в новом соглашении ООН, безусловно, необходим, но за этим не должны стоять меркантильные соображения: наиболее ценные леса нужно сохранить как уникальный природный объект. Таким образом, задача борьбы с изменением климата фактически идентична цели сохранения наиболее ценных лесов и экологически грамотного ведения лесного хозяйства.
Лес и климат | Выживание в дикой природе
Леса перехватывают приходящие и отражающиеся солнечные лучи. Тепловая часть лучей используется деревьями и почвой на нагревание воздуха и на испарение, значительная часть лучистой энергии рассеивается в атмосфере.
Древесные породы не одинаково отражают лучистую энергию, например, хвойные леса 14%, лиственные 17—18%,а еловые старые леса на Валдае — всего 9%. Через полог листен-ного леса проникает днем к почве до 20% солнечного излучения. Под пологом леса всегда бывает прохладно. Температура воздуха здесь в летний день может быть ниже на 10°, чем в безлесной местности, а ночью выше.
Лесная подстилка полностью использует получаемое тепло на ее нагревание и мало пропускает его в почву.
В солнечном луче, помимо видимого спектра, есть еще невидимые инфракрасные и ультрафиолетовые лучи — они вызывают повышение температуры. Особенно важны для растений ультрафиолетовые лучи, так как влияют на рост и деление клеток.
Лес снижает скорость ветра, служит преградой для перемещающихся воздушных масс. За 1 км до леса массы воздуха начинают плавно подниматься и частично проходят над лесом.
Чем гуще лес( тем меньше заметен в нем ветер. В густых лесах скорость ветра не превышает 2% его скорости на открытом месте. Чем ближе к верхушкам деревьев, тем скорость ветра больше. В окружающих лес полях снижение скорости ветра заметно на расстоянии, равном двадцатикратной высоте леса.
Чем меньше скорость ветра, тем меньше испарение воды с почвы. При снижении скорости ветра на 30% испарение сокращается на 20%. Это имеет огромное значение, так как чрезмерное испарение влаги может привести к отмиранию деревьев.
Не все деревья противостоят ветру. Сосна и дуб сопротивляются ветрам даже силой более 8 баллов. В еловых лесах ветровалы и буреломы — частое явление, случается, что и сосна, растущая на суглинках, под действием ветра ломается, так как древесина у нее при росте на глинистых почвах очень рыхлая.
Попутно следует отметить роль ветра в распространении лесных семян и опылении деревьев. Ветер разносит пыльцу деревьев на большие расстояния, иногда на 50—60 км и дальше. Семена березы разносятся ветром на 200—700 м, еловые семена зимой по насту уносятся от стен леса на 10—15 км.
Итак, мы знаем, что леса задерживают тепло и влагу, а чем меньше уносится с поверхности земли тепла и влаги, тем лучше климат. Даже редкая кустарниковая растительность препятствует сдуванию снега с поверхности почвы и также может скапливать снег. Прирусловые леса задерживают снег на ледяной поверхности реки и ее притоков, защищают их от промерзания до дна и тем самым создают необходимые условия для зимовки молоди лососевых и осетровых рыб.
В условиях севера, где леса прерываются огромными пространствами тундры, например в Магаданской области, лес имеет не менее важное значение.
Эти леса необходимы, чтобы пережить изменения климата
Пятая часть всего лесного запаса планеты — в России. При этом у нас еще остались нетронутые человеком массивы, единственные в Европе. Их называют первозданными лесами. Они — национальное достояние и мировая надежда, потому что регулируют климат.
В первозданных лесах природа живет по своим законам уже тысячи лет. Здесь нет поселений, дорог, вырубок — точнее, не должно было быть. Поэтому их называют малонарушенными или эталонными.
Они сдерживают холодный арктический воздух, снижают количество парниковых газов в атмосфере, поддерживают водный баланс. Например, лес впитывает в себя воду как губка, а отдает ее постепенно. Он сдерживает разливы рек — защищает от наводнений, не дает почве смыться в воду — защищает реки и озера от обмеления. Ну и конечно, деревья выделяют кислород, а это наш чистый насыщенный воздух.
Первозданная Двинско-Пинежская тайга © Игорь Шпиленок
За недооцененность своего вклада лес мстит. Он веками накапливает углерод, а когда погибает, выбрасывает тонны его в атмосферу. Молодые деревья не спасают от ущерба: пока они вырастут до нужного размера, пройдут сотни лет.
Это сильно влияет на климат: из-за углерода планете становится еще жарче. Получается, если люди не ценят вклад леса в снижение климатических изменений, они получают их вдвойне. Россия ежегодно теряет 1,5 миллиона га первозданных лесов из-за вырубок, строительства, добычи полезных ископаемых и пожаров.
Из-за чего погибает лес:
60% — пожары по вине человека;
23% — вырубки;
17% — добыча полезных ископаемых.
Пожары случаются в основном там, где малонарушенные леса соседствуют с местами вырубок и строительством дорог. Там, где появляется освоение земли человеком, первобытность заканчивается.
Специалисты прогнозируют, что через 40 лет у нас останется только половина первозданных лесов, а еще через 40 лет их не останется вовсе. Но потеряв эти массивы, мы не сможем их воссоздать никогда: на местах хвойной тайги вырастают березы и осины, а посаженные деревья растут долго и в уже освоенных местах. Предсказание свершится, если мы ничего не будем делать.
Вырубленная Двинско-Пинежская тайга © Игорь Шпиленок
Мы еще можем защитить последние участки спасительного леса. Ведь это наш кислород, наш климат и достоинство страны. В них — спасение от ураганов, наводнений, засух, леденящего холода и удушающей жары.
WWF России уже 25 лет борется за российские леса: создает охраняемые от вырубок территории, договаривается с лесопромышленными компаниями, просвещает людей, ведет проекты по оснащению пожарных бригад.
- Пока под охраной 6,5% малонарушенных лесов страны, но Фонд борется за создание новых защитных территорий.
- 1 миллион га ценных лесов исключили из промышленного освоения, потому что Фонд договорился с лесопромышленными компаниями.
- Увеличили численность лесной охраны, а федеральный проект «Экология» выделил деньги на дополнительную лесопожарную технику.
- Благодаря проекту WWF «Леса высокой природоохранной ценности» на одном только Кавказе выявили 60 нелегальных рубок.
Главное фото: Игорь Шпиленок
Образовательный проект «Лес и климат» отмечен грамотой Всероссийского конкурса «Климат и ответственность»
Советник Президента Российской Федерации Эдельгериев Руслан Сайд-Хусайнович, специальный представитель Президента Российской Федерации по вопросам климата, вручил Всемирному фонду дикой природы грамоту Всероссийского конкурса «Климат и ответственность» за образовательный проект «Лес и климат».
Таким образом был отмечен вклад WWF России в экологическое просвещение с целью сокращения выбросов парниковых газов в России. Награждение состоялось в рамках Международной выставки-форума наилучших доступных технологий «ГРИНТЕХэкспо», которая проходит в Москве с 6 по 9 ноября.
«Было очень почетно и приятно получить признание первого интерактивного урока из серии «Сохраним живую природу России» от людей, которые практически занимаются вопросами изменений климата в нашей стране,‑ отметила координатор программы «Климат и энергетика» WWF России Оксана Липка.‑ Хотя урок прошел весной этого года, но и сейчас любой желающий может зайти на сайт лесклимат.рф, зарегистрироваться, скачать все материалы и провести занятие. Следующий урок серии посвящен теме сохранения редких видов животных и растений. Он уже начался – присоединитесь!»
Интерактивный урок «Лес и климат» был разработан WWF России в партнерстве с межрегиональной экологической общественной организацией Движение ЭКА в рамках серии «Сохраним живую природу России». «Лес и климат» стал первым в серии из трех красочных интерактивных уроков и посвящен изменению климата и его связи с сохранением лесов. С момента старта к проекту присоединились более десяти тысяч учителей и волонтеров из всех российских регионов.
Методические пособия, видеогиды для подготовки занятия, анимированные презентации и книжки-памятки с полезными советами доступны для всех желающих на сайте www.лесклимат.рф. Для проведения урока не требуется специальная подготовка, учителю необходимо лишь зарегистрироваться на сайте и скачать комплекты материалов для младших и средних-старших классов.
Проект реализуется с использованием гранта Президента Российской Федерации на развитие гражданского общества, предоставленного Фондом президентских грантов.
Фото в заставке: (с) Андрей Карабань.
Фото в анонсе предоставлено организатором мероприятия.
Для дополнительной информации
Пресс-секретарь
К интерактивному уроку WWF «Лес и климат» присоединились 5 тысяч учителей России
Урок стартовал 21 марта в Международный день лесов. Регистрация участников продолжается, итоги проекта будут подведены в Международный день климата — 15 мая.
Пять тысяч учителей России присоединились к интерактивному уроку «Лес и климат», подготовленному Всемирным фондом дикой природы (WWF) в партнерстве с движением ЭКА. Педагоги могут провести урок «Лес и климат» в своих классах, бесплатно скачав материалы для проведения занятия на сайте www.лесклимат.рф. Специальной подготовки для проведения урока не требуется. После регистрации на сайте учителю доступны 2 комплекта материалов — для младших и средних-cтарших классов. Каждый комплект включает методическое пособие и видеогид для подготовки занятия, красочную анимированную презентацию, набор материалов для выполнения интерактивных игровых заданий, складную книжку-памятку с полезными советами.
«Изменение климата — глобальный процесс, который можно контролировать, только объединив усилия людей со всех уголков планеты. В скором будущем именно нынешние школьники будут определять, в каком мире все мы будем жить, поэтому урок так важен — он побуждает молодое поколение задуматься об окружающем мире и своей роли в нем, пересмотреть свои бытовые привычки и научиться ответственно относиться к природным ресурсам», — сказал Алексей Кокорин, директор программы «Климат и энергетика» WWF России (удостоен Нобелевской премии мира в составе коллектива ученых, авторов международных докладов по проблеме изменения климата).
Цель урока — в увлекательных игровых форматах рассказать о важности леса и о том, как он помогает приспосабливаться к опасным климатическим изменениям, а также научить и вдохновить школьников действовать для сохранения лесов и более благоприятного климата.
Благодаря уроку школьники узнают о функциях лесов в природе, роли в замедлении изменения климата, мерах по их сохранению и многом другом. Ученики научатся снижать свой климатический след с помощью простых повседневных действий. В ходе игровых заданий старшеклассники побудут в роли руководителей компаний и попробуют найти решения по сохранению лесов, а ученики младших классов совершат путешествие по нашей планете вместе с молекулами углекислого газа.
После проведения урока все учителя, приславшие отзыв с фотографиями о проведенном занятии, получат почетный диплом участника общероссийского проекта и благодарственное письмо в адрес школы. Фотографии с проведенных занятий попадут во всероссийский онлайн-альбом.
Проект реализуется с использованием гранта Президента Российской Федерации на развитие гражданского общества, предоставленного Фондом президентских грантов.
Леса и изменение климата
Леса и изменение климатаУглерод и парниковый эффект
Научное сообщество по существу соглашается с феноменом глобальных изменений (IPCC, 2001). Основная причина изменения климата — антропогенное увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере Земли.
Двуокись углерода (CO 2 ) является основным парниковым газом.Его концентрация в атмосфере является результатом цикла между различными пулами углерода: CO 2 является продуктом окисления углерода из этих резервуаров. Углеродный цикл на уровне земли представлен на следующей диаграмме.
Диаграмма 1: Упрощенная диаграмма, показывающая скопления углерода и потоки CO 2 между землей и атмосферой
Источник : Эдинбургский центр углеродного менеджмента (http: // www.eccm.uk.com/climate.htm)
CO 2 Концентрация в атмосфере увеличилась на 31% с начала промышленной эры, с 280 до 360 ppm (IPCC, 2001). Антропогенные выбросы CO 2 происходят главным образом от сжигания ископаемого топлива и обезлесения в тропические регионы. Некоторые из этих выбросов (порядка 6 ГтС / год) составляют: реабсорбируется наземными и океаническими экосистемами. Чистая атмосферная прирост (порядка 3 ГтС / год) невелик по сравнению с размером углеродные бассейны.Однако этот поток, начавшийся более века назад с Промышленная революция продолжает расти, и этого достаточно, чтобы объяснить глобальную потепление и, как следствие, дисбаланс в климатической системе.
Определения: Резервуар углерода: Резервуар углерода. Система, способная
накапливать или выделять углерод. |
Роль лесов в изменении климата
Леса являются важными резервуарами углерода, которые постоянно обмениваются CO 2 с атмосферой в результате как природных процессов, так и деятельности человека. Понимание участия лесов в парниковом эффекте требует лучшего понимания углеродного цикла на уровне леса.
Органическое вещество содержит углерод, подверженный окислению и возвращающийся в атмосферу в виде CO 2 . Углерод содержится в нескольких лужах в лесу:
растительность: живая биомасса растений, состоящая из
древесные и недревесные материалы. Хотя открытая часть растения — это
наиболее заметно, подземная биомасса (корневая система) также должна быть
считается. Количество углерода в биомассе колеблется от 35 до 65.
процентов от сухой массы (по умолчанию часто принимается 50 процентов).
валежник и подстилка: биомасса мертвых растений, состоящая из растительных остатков. Помет в
В частности, это важный источник питательных веществ для роста растений.
почва 1 органическое вещество, гумус. Гумус образуется при разложении подстилки. Органический углерод почвы представляет собой чрезвычайно важный резервуар.
На глобальном уровне 19 процентов углерода в биосфере Земли хранится в растениях и 81 процент в почве.Во всех лесах, тропических, умеренных и северных, вместе, приблизительно 31 процент углерода хранится в биомассе и 69 процентов — в почве. В тропических лесах примерно 50 процентов углерода хранится в биомассе и 50 процентов в почве (IPCC, 2000).
Изделия из древесины, полученные из заготовленной древесины, также являются значительными резервуарами углерода. Их долговечность зависит от их использования: срок службы может варьироваться от менее одного года для дров до нескольких десятилетий или столетий для пиломатериалов.
Окисление углерода в органических веществах и последующие выбросы CO 2 являются результатом следующих процессов:
дыхание живой биомассы,
разложение
органическое вещество другими живыми организмами (также называемые гетеротрофными
дыхание),
горения (пожары).
Процесс фотосинтеза 2 объясняет, почему леса функционируют как поглотители CO 2 , удаляя CO 2 из атмосферы.Атмосферный CO 2 фиксируется в частях хлорофилла растения, а углерод объединяется в сложные органические молекулы, которые затем используются всем растением.
Диаграмма 2: Круговорот углерода в лесуТаким образом, леса участвуют в изменении климата в три раза:
они представляют собой скопления углерода
они становятся источниками CO 2 когда они горят или, в общем, когда они горят
нарушенные естественным или антропогенным воздействием
они являются поглотителями CO 2 , когда выращивают биомассу или расширяют свою территорию.
Биосфера Земли представляет собой сток углерода, который ежегодно поглощает около 2,3 ГтС. Это составляет почти 30 процентов всех выбросов от ископаемого топлива (в сумме от 6,3 до 6,5 ГтС / год) и сопоставимо с выбросами CO 2 в результате обезлесения (1,6 и 2 ГтС / год).
«Текущие научные данные свидетельствуют о том, что управляемые и даже старовозрастные леса (умеренной и бореальной зоны) улавливают углерод со скоростью до 6 тонн га. Эти результаты ставят под сомнение парадигму, согласно которой старовозрастные леса находятся в равновесии с чистым углеродным балансом. ,С другой стороны, нечастые нарушения (пожары, нашествия вредителей, ураганы) вызывают спорадическое, но массовое возвращение углерода в атмосферу » (Valentini et al., 2000). Специалист по почвам подчеркнул, что« там. это потенциал для обращения вспять некоторых из этих процессов и связывания углерода в почвах наземных экосистем. Величина потенциала оценивается в 50-75 процентов от исторической потери углерода. Теоретически ежегодное увеличение содержания CO 2 в атмосфере может быть сведено на нет восстановлением 2 млрд га деградированных земель, что повысит их среднее содержание углерода на 1.5 т / га в почве и растительности ». (Лал, 2000)
Углеродный цикл (фотосинтез, дыхание растений и разложение органического вещества) в данном лесу зависит от климатических условий и атмосферных концентраций CO 2 . Таким образом, иногда очень трудно провести различие между естественными и человеческими факторами, влияющими на рост растений.
Повышение содержания CO 2 в атмосфере оказывает «удобряющий эффект» на фотосинтез и, таким образом, на рост растений.Существуют разные оценки этого эффекта: + 33%, + 25% и + 60% для деревьев, + 14% для пастбищ и сельскохозяйственных культур (IPCC, 2001). Это объясняет нынешние региональные тенденции к усилению роста лесов и вызывает увеличение поглощения углерода растениями. Это также влияет на потенциальный размер запасов углерода в лесах.
Есть еще вопросы относительно долгосрочного будущего биосферного пула углерода. Несколько биоклиматических моделей показывают, что абсорбционная способность экосистем приближается к своему верхнему пределу и в будущем должна уменьшиться, возможно, даже в обратном направлении в течение 50–150 лет, при этом леса станут чистым источником CO 2 .Действительно, глобальное потепление может вызвать усиление гетеротрофного дыхания и разложения органического вещества и одновременное снижение эффективности поглощения, тем самым превращая лесные экосистемы в чистый источник CO 2 (Scholes, 1999).
Центр Хэдли Моделирование
В 2000 г. журнал Nature опубликовал результаты моделирования, проведенного центром Hadley Center .В нем проанализированы возможные последствия глобального потепления и увеличения концентрации CO 2 в атмосфере на растительность и океаны, а также последующие выбросы этих бассейнов в течение 21 -го века. Они проверили три гипотезы:
Повышение средней температуры грунта на 5,5% (4_ в мире). Модель предсказывала сокращение значительной части амазонских лесов из-за увеличения засухи. Разложение органического вещества почвы ускорится, и в результате экосистема Земли будет выделять 60 ГтС.
Увеличение концентрации CO 2 до 700 частей на миллион, без повышения глобальной температуры: земная биосфера в глобальном масштабе поглотит 750 ГтС.
Комбинация увеличения выбросов CO 2 и повышения температуры с впечатляющими результатами: концентрация CO 2 в атмосфере достигает 980 частей на миллион, среднее повышение температуры почвы достигает 8_ (5,5_ в глобальном масштабе), а биосфера Земли излучает 170 ГтС (Cox et al., 2000).
Артикул:
Cox et al., 2000. Ускорение глобального потепления из-за обратной связи углеродного цикла в связанной модели климата. Природа , 408.
Результат моделирования Центра Хэдли несколько сомнительный, поскольку он зависит от неопределенной прямой связи между повышением температуры земли и дыханием. Способность растений адаптироваться к повышению температуры также в значительной степени неизвестна.Статья, написанная 18 специалистами по климату, опубликованная в Science (2000), дает иное мнение: « недавних результатов долгосрочного потепления почвы в бореальных лесах противоречат идее о том, что прогнозируемое повышение температуры может привести к появлению лесов. которые в настоящее время являются поглотителями углерода, в обозримом будущем станут источниками углерода «. В этой статье постулируется, что сила поглощения должна увеличиваться в будущем (на 10-20 процентов) из-за удобрения CO 2 , а затем снижаться, за чем следует долгосрочное насыщение, из-за увеличения дыхания, вызванного подъемом при средних температурах (Falkowski P., Скоулз Р.Дж. и др., 2000). Эти прогнозы относятся к экосистемам, которые не используются для производства, управления или восстановления лесов.
Лесохозяйственная деятельность по смягчению последствий изменения климата
Углеродные раковины и меры по сокращению промышленных выбросов: дополнительные или противоположные действия? Противодействие включению поглотителей углерода в переговорном процессе по климатической конвенции часто рассматривается как попытка чтобы избежать более строгих мер по сокращению выбросов в энергетическом секторе.Однако было бы ошибкой не использовать потенциал лесного хозяйства. симулятивно, поскольку изменение климата не является линейным явлением, и несомненно, существуют критические пороговые уровни, за которыми климат система будет меняться непредсказуемо, и время принятия мер по сокращению (Педерсон, 2000). Эдинбургский центр управления выбросами углерода (ECCM) создал два моделирования, включающих концентрации CO 2 в атмосфера. Первый сравнил пессимистичный ситуация с лесным хозяйством (постоянная вырубка лесов, инверсия Амазонки тонуть «к источнику, без масштабного лесовосстановления), с улучшенным ситуация с лесным хозяйством (сокращение обезлесения и значительное лесовосстановление программы). В обоих случаях концентрация в атмосфере превышала 500 ppm, который ECCM считает критическим пороговым уровнем для изменения климата, с разницей в десять лет: около 2050 в первом варианте, и 2060 во второй.Это доказало, что одни лишь лесохозяйственные меры не помогут. решить проблему изменения климата. Другой сценарий предполагал значительное сокращение выбросов парниковых газов в энергетическом секторе с такими же вариациями в лесном секторе. При пессимистической ситуации в лесном хозяйстве критический пороговый уровень был достигнут в 2070 году. Однако при улучшении ситуации в лесном хозяйстве пороговый уровень так и не был достигнут.Вместо этого кривая концентрации CO 2 в Атмосфера начала медленно уменьшаться в 2050 году до 2100 года. ECCM пришел к выводу, что единственный способ для борьбы с изменением климата необходимо было объединить интенсивные выбросы ископаемого топлива сокращения в рамках добровольной программы по улучшению управления лесным хозяйством, сохранение и восстановление лесов. Артикул: |
В лесном секторе можно предпринять несколько действий для смягчения последствий изменения климата.
Посадить деревья для поглотителей углерода
Посадка новых лесов, восстановление деградировавших лесов и обогащение существующих лесов способствуют смягчению последствий изменения климата, поскольку эти действия увеличивают скорость и количество связывания углерода в биомассе.Этот потенциал имеет определенные физические ограничения, такие как рост растений и доступная площадь. Достижению этой цели также способствуют агролесоводство и посадка многоцелевых деревьев (фруктовые деревья, каучуковое дерево и т. Д.).
Проекты по посадке деревьев интересны вдвойне с точки зрения секвестрации CO 2 , поскольку хранение углерода в долговечных изделиях, таких как доски, фанера или мебель, дополняет постоянный запас стоящих деревьев. Даже если срок службы продуктов ограничен, средний срок службы в несколько десятков лет все еще является значительным, поскольку он позволяет «выиграть время» в ожидании разработки более чистых технологий в секторе энергетики и транспорта, а также может помочь избежать пики концентрации CO 2 в атмосфере планеты.Если часть годового урожая пополняется и увеличивается запас продуктов из древесины, емкость хранилищ лесного сектора может значительно увеличиться, не занимая больше места в ландшафте.
Защита существующих лесов для сокращения выбросов в результате обезлесения
Резервуар углерода в лесной биомассе и почвах очень велик, что подчеркивает важность сохранения естественного леса и отказа от методов ведения сельского хозяйства, которые способствуют ухудшению состояния этих резервуаров.
Один из аспектов дискуссии о поглотителях углерода заключается в том, следует ли учитывать природоохранную деятельность. Эти мероприятия направлены на защиту лесных территорий, которым угрожает вырубка лесов по вине человека, особенно в результате сельского хозяйства. Специалисты по климату считают этот вариант сохранения «наилучшей стратегией поддержания поглотителей» (Valentini et al., 2000) в той степени, в которой он более эффективно способствует хранению углерода и сохраняет биоразнообразие, связанное со старовозрастными лесами.
Улучшение методов ведения лесного хозяйства для сокращения выбросов
Многочисленные лесохозяйственные предприятия выделяют парниковые газы; эти выбросы можно сократить, применяя соответствующие методы.
Лесозаготовка при ненадлежащем выполнении может нанести серьезный ущерб почве и древостоям. Лесозаготовки с уменьшенным воздействием в контексте планов ведения лесного хозяйства и лесозаготовок включают использование набора методов, таких как предварительное планирование трелевочных троп; оптимизация посадок; направленная валка; использование соответствующих трелевочных тракторов, которые уменьшают повреждение почвы, убранных деревьев и оставшихся насаждений; эти повреждения увеличивают смертность и излишне выделяют углерод.
При обработке древесины также образуется значительное количество древесных отходов, которые можно либо уменьшить, либо использовать в качестве сырья для производства или в качестве топлива. Повышение эффективности лесной промышленности помогает ограничить количество древесных отходов, образующихся в процессе производства. Это может быть достигнуто за счет увеличения выхода продукции, сокращения остатков или добавления производственных линий, которые используют их в качестве паркета, формовки и т. Д. Использование древесных отходов в комбинированном производстве тепла и электроэнергии, тем самым одновременно генерируя тепло для сушки древесины в печи, энергию для работы машины и электроэнергия для внешнего источника сократят выбросы и повысят ценность этих остатков, которые могут заменить ископаемое топливо 3 .Более того, производство древесного угля также представляет собой процесс с сильно различающейся эффективностью, в зависимости от используемых методов и технологий, которые можно улучшить.
Древесина как заменитель ископаемого топлива и энергоемких материалов
Замена высокоэнергетических материалов экологически безопасными заменителями
Использование пиломатериалов вместо материалов, требующих большого количества энергии во время производства, помогает бороться с парниковым эффектом, например.грамм. при замене бетонных или стальных конструкций деревянными в качестве каркасов, балок и т. д. Использование 1 м 3 пиломатериалов в зданиях улавливает 1 тонну CO 2 в среднем в течение 20 лет и снижает чистые выбросы CO на 0,3 т 2 при замене бетона и 1,2 т CO 2 при замене стали.
Замена ископаемого топлива за счет возобновляемых источников энергии на базе древесины
Производство древесины для энергетических целей смягчает изменение климата за счет сочетания действий по поглощению и сокращению выбросов.Замена ископаемого топлива, такого как уголь, природный газ или нефть, топливной древесиной для бытового использования, производства электроэнергии или промышленного использования, например на чугуноплавильных заводах снижает выбросы CO 2 , поскольку древесина является возобновляемой. Ожидаемое связывание углерода в результате роста деревьев после устойчивой уборки урожая компенсирует выбросы CO 2 в результате горения.
Однако это предполагает, что производство топливной древесины не вызывает необратимого обезлесения, т.е. что запасы древесины управляются устойчивым образом.Хорошее управление может даже повысить продуктивность лесов и, следовательно, их способность связывать как наземную, так и подземную биомассу.
Можно предпринять различные действия в отношении дров:
Увеличение предложения топливной древесины за счет создания новых плантаций или повышения продуктивности существующих лесов за счет управления лесным хозяйством. Вклад в смягчение последствий изменения климата зависит от размера и постоянства углеродного пула, а также от прироста топливной древесины.
Повышение энергоэффективности использования топливной древесины и производных продуктов. Древесный уголь часто заменяет дрова в домашних условиях. Улучшение и адаптация печей необходимы для повышения энергоэффективности и предотвращения чрезмерной эксплуатации некоторых пород, которые имеют низкую плотность древесины и быстро сгорают. Древесный уголь по весу содержит в два-пять раз больше энергии, чем древесина. Его использование может также улучшить распределение ресурсов топливной древесины за счет снижения затрат на транспортировку из удаленных лесных районов 4 .
Повышение эффективности производства древесного угля. В В Африке коэффициенты производительности могут составлять от 10 до 15 процентов, что соответствует к энергии от 20 до 40 процентов. Существуют методы, позволяющие получить коэффициенты преобразования от 25 до 30 процентов или энергетические коэффициенты от 65 до 80 процентов (Girard and Bertrand, 2000). Эти методы особенно важны для Африки, где урбанизация вызвала быстрый переход домашних хозяйств с древесины на древесный уголь 5 .
В следующей таблице обобщены лесохозяйственные мероприятия, снижающие парниковый эффект.
Создание и управление поглотителей углерода и бассейнов | Снижение выбросов парниковых газов по источникам |
Биомасса и органическое вещество почвы в лесах | Выбросы в результате лесохозяйственной деятельности или продуктов | ||
Интродукция деревьев на нелесных или
деградированные лесные земли: | Сохранение лесов, находящихся под угрозой исчезновения Борьба с вредителями и пожарами | Каротаж с уменьшенным количеством ударов | |
Изделия из дерева | Замена: предотвращенные выбросы |
товара с длинными
срок службы | Замена ископаемого топлива
биомасса |
Таблица 1: Лесохозяйственная деятельность, снижающая парниковый эффект
Множественные дивиденды углеродных лесных проектов
Помимо защиты окружающей среды, лесохозяйственная деятельность, направленная на смягчение последствий изменения климата, может принести пользу на глобальном, региональном и местном уровнях, если она адаптирована к местным условиям.
Виды экономической деятельности
Они могут предложить потенциальный доход сельскому населению в лесных районах. Промышленные плантации могут создавать рабочие места в питомниках, сборе урожая и уходе. Проекты общинных плантаций могут включать прямые выплаты сельским жителям инвестиционным фондом.
Проекты по лесопосадкам, особенно если они осуществляются в сочетании с усилиями по повышению эффективности лесной промышленности, повышают конкурентоспособность за счет увеличения стоимости производства и переработки.Они также помогают поставлять строительные материалы, адаптированные как для городского, так и для сельского населения. В странах с крупной деревообрабатывающей промышленностью, таких как Нигерия, Кот-д’Ивуар, Гана, Камерун, это могло бы снизить нагрузку на их естественные леса.
Методы лесозаготовок с уменьшенным воздействием на землю способствуют поддержанию устойчивого производства древесины за счет сдерживания деградации лесов за счет разрушительных рубок.
Адаптация к изменению климата, борьба с опустыниванием
Плантации многоцелевого использования могут внести свой вклад в борьбу с опустыниванием и эрозией уязвимых территорий.Тунис и несколько стран Сахеля считают, что они также могут производить секвестрацию углерода, обеспечивать доход и поставлять дрова для сельского населения.
Сохранение лесов — это средство адаптации к изменению климата. Он помогает обеспечить защиту от поверхностной эрозии, регулирует потоки воды и ограничивает оползни и камнепады. Леса на побережье обеспечивают защиту от ветровой и водной эрозии, а также вторжения воды и песка.
Энергетическая независимость
Улучшение управления естественными лесными экосистемами в качестве источника топливной древесины или древесного угля способствует энергоснабжению при умеренных затратах, снижая зависимость страны от импорта ископаемого топлива.Развитие энергии из биомассы позволяет децентрализовать производство электроэнергии в районах, не обслуживаемых надлежащим образом национальными электрическими сетями. Это может представлять особый интерес для засушливых районов, особенно в Сахеле.
1 В
почва также содержит минеральный углерод геологических процессов.
2 Синтез сахара из атмосферного CO 2 и воды в хлорофилловых частях растений.
3 Древесные отходы — это основной побочный продукт переработки древесины.Использование его для производства энергии приводит к чистой экономии ископаемых видов топлива и, следовательно, к сокращению выбросов CO 2 .
4 The
деградация лесных ресурсов в странах Сахеля в первую очередь связана с
неправильный выбор лесосек: лесные насаждения вблизи городов
чрезмерно эксплуатируются, в то время как более удаленные сайты используются недостаточно. Тревожные предсказания
1970-е годы относительно кризиса топливной древесины были частично опровергнуты, и
ресурс оказался более богатым и устойчивым, чем предполагалось, с
возможные исключения, e.грамм. Мавритания.
5 Переход на газ или нефть все еще
этому препятствуют низкие доходы, но переход, тем не менее, неизбежен.
Устойчивое развитие и климат | Лесная служба США
Лесная служба охраняет многие из самых ценных ландшафтов нашей страны, и в этих ландшафтах есть ресурсы, которые нужны и нужны людям, такие как чистый воздух и вода, возможности для отдыха и лесные продукты. Воздействие изменения климата, экстремальных погодных явлений и других нарушений — наряду с изменяющимися потребностями людей — ставит под сомнение нашу способность обеспечивать здоровье, устойчивость и большую адаптируемость экосистем к изменяющимся условиям.Лесная служба корректирует поведение и действия, используя наилучшие имеющиеся научные данные и информацию, чтобы гарантировать, что наши леса и пастбища продолжают приносить ценности, продукты и услуги как сейчас, так и в будущем.
Лесная служба возглавляет многочисленные усилия всего агентства по достижению последовательных подходов в области устойчивости, смягчения последствий и адаптации к изменению климата. Эти проекты поддерживают и расширяют существующую сеть сотрудников, работающих на местах, которые помогают нашему агентству реагировать на вопросы устойчивости и изменения климата.Результатами этой работы являются инструменты, учебные лаборатории и пилотные проекты, которые приводят к корпоративной реализации и принятию мер по обеспечению устойчивости и устойчивости к изменению климата.
Засуха
Засуха затронула миллионы американцев и представляет угрозу для безопасности и устойчивости сообществ, а также для основы экологических услуг, исходящих из лесов и пастбищ страны. Последствия засухи для национальных лесов вызывают особую озабоченность, поскольку около 20 процентов чистой питьевой воды в стране поступает из национальных лесов.В США около 180 миллионов человек полагаются на лесные угодья для сбора и фильтрации питьевой воды. Узнать больше о засухе
Оценка уязвимости
Оценки уязвимости к изменению климата объединяют научные исследования и наблюдения из различных дисциплин для выявления и количественной оценки ожидаемых последствий изменения климата. Эти оценки могут быть сосредоточены на понимании текущих и прогнозируемых изменений климата и их причин, последствий изменения климата и / или вариантов реагирования.Они могут сильно различаться по своему охвату, от решения проблемы изменения климата в глобальном масштабе до рассмотрения конкретного места или ресурса. Узнать больше об оценке уязвимости
Адаптация
Поскольку мы продолжаем сталкиваться с новыми проблемами, вызванными изменением климата, важно учитывать эти последствия при планировании и принятии решений. Сегодня Лесная служба работает над тем, чтобы наши национальные леса и луга были подготовлены к предстоящим изменениям климата посредством адаптации и смягчения последствий.Узнать больше об адаптации
Углерод
Лесная служба США является лидером в разработке инструментов для оценки и управления углеродом, а также науки о круговороте углерода в лесах. Лесная служба отстаивает принципы совместного рассмотрения углеродных и других выгод, интеграции адаптации к изменению климата и смягчения его последствий, а также балансирования поглощения и хранения углерода в широком спектре экосистемных услуг. Узнать больше о Carbon
,Лес и изменение климата: последние новости, фотографии, видео о лесах и изменении климата
Новости Индии | Автор Ратнадип Чоудхари | Четверг 21 мая, 2020
В Ассаме назревают споры по поводу экологических разрешений, данных для двух отдельных проектов. Министерство окружающей среды, лесов и изменения климата предоставило Oil India Limited разрешение на бурение углеводородов в семи местах под национальным парком Дибру Сайхова в районе Тинсукиа в Ассаме в то время, когда уже есть много грунтовых вод…
Новости Дели | АНИ | Среда, 15 апреля 2020 г.
Министерство окружающей среды, лесов и изменения климата заявило, что качество воздуха в Дели может ухудшиться в среду из-за приближения пыльных бурь с западной Индии.
Новости Индии | Пресс-трест Индии | Понедельник 2 декабря 2019 г.
Министр окружающей среды, лесов и изменения климата Пракаш Джавадекар сказал сегодня в Раджья Сабха, что популяция тигров в стране увеличилась на 750 за последние четыре года до 2 976 человек.
Новости Индии | Под редакцией Стелы Дей | Вторник, 17 сентября 2019 г.
Попав в сильную пробку по пути в аэропорт Мумбаи, министр профсоюзов Бабул Суприйо сел на авто-рикшу. Государственному министру по окружающей среде, лесам и изменению климата удалось вовремя добраться до аэропорта, и он был настолько впечатлен поездкой на автомобиле, что опубликовал пятизвездочный отзыв в Twitter.
Новости Индии | АНИ | Понедельник 9 сентября 2019 г.
Министр профсоюзов по окружающей среде, лесам и изменению климата Пракаш Джавадекар заявил сегодня утром, что Индия уже выполнила половину своего целевого показателя производства возобновляемой энергии.
Новости Индии | Индо-азиатская служба новостей | Четверг 29 августа, 2019
Министр профсоюзов по окружающей среде, лесам и изменению климата Пракаш Джавадекар в четверг раскритиковал высокопоставленного лидера Конгресса Джайрама Рамеша за то, что тот вызвал «политический паралич» во время правления УПА II.
Новости Индии | Рейтер | Четверг 10 января 2019 г.
Профсоюзный министр окружающей среды, лесов и изменения климата д-р Харш Вардхан сегодня запустил Национальную программу чистого воздуха (NCAP), направленную на сокращение токсичных твердых частиц к 2024 году.
Новости Дели | АНИ | Среда, 31 октября 2018 г.
«Неделя чистого воздуха» будет организована с 1 по 5 ноября Министерством окружающей среды, лесов и изменения климата в сотрудничестве с правительством Дели и четырьмя крупными городами национального столичного региона для борьбы с загрязнением воздуха.
Новости Индии | Пресс-трест Индии | Пятница, 27 июля 2018 г.
Министр Союза Харш Вардхан заявил сегодня, что правительство поставило цель удвоить популяцию тигров в стране.
Новости Индии | Пресс-трест Индии | Понедельник, 9 июля 2018 г.
Считает ли себя министерство нефти «богом» или «сверхправительством», что «безработные» судьи находятся в их власти, — заявила сегодня собеседница Верховного суда.
Новости Индии | АНИ | Пятница, 16 сентября 2016 г.
Министерство окружающей среды, лесов и изменения климата (MoEFCC) объявило об амбициозной программе совместных исследований и разработок для разработки экологически безопасных хладагентов нового поколения в качестве альтернативы ГФУ.
Новости Индии | Пресс-трест Индии | 14 сентября 2016 г., среда
Министры окружающей среды стран БРИКС встретятся в Гоа 16 сентября, чтобы укрепить взаимное сотрудничество в областях загрязнения воздуха и воды и изменения климата.
Мнение | Бхупендер Ядав | Четверг, 4 августа, 2016
Законопроект о компенсационном фонде облесения (CAF), внесенный в парламент в 2015 году, был принят на сезонной сессии 2016 года.Положения, разрешающие высвобождение и использование средств в размере 42 000 крор рупий, которые долгое время не использовались центральным правительством, сделали этот законопроект долгожданным.
Тамил Наду Новости | Пресс-трест Индии | Среда, 23 декабря 2015 г.
На фоне растущего хора за проведение в январе запрещенного вида спорта по укрощению быков «джалликатту» правительство Тамил Наду призвало Центр внести законопроект о внесении поправок в законы, регулирующие его деятельность.
Новости Дели | Пресс-трест Индии | Вторник, 20 октября 2015 г.
Сегодня Высокий суд Дели дал указание правительству города и его властям гарантировать, что не будет дальнейшего посягательства на леса на территории национальной столицы, после того, как ему сообщили, что зеленый покров в Дели сокращается из-за бурного строительства.