РОЛЬ МЕРТВОЇ ДЕРЕВИНИ В АКУМУЛЯЦІЇ ВУГЛЕЦЮ: ПРИКЛАД СТАРОВІКОВОГО ЛІСУ ІЗ ДОМІНУВАННЯМ БУКА В ДАНІЇ

Окрім визначального значення для збереження біорізноманіття, мертва деревина в лісах виконує низку інших важливих функцій. Наприклад, накопичення в лісових екосистемах біогенних елементів. Зокрема вуглецю, що особливо важливо в умовах посилення наслідків зміни клімату.  В деяких лісах, маса вуглецю, накопиченого у відмерлій деревині на всіх стадіях розкладу, перевищує його масу у живих деревах [1].

Коли мертва деревина розкладається, частина вуглецю із неї виділяється назад в атмосферу, однак інша частина – поступово накопичується в ґрунтах.

Збільшення біомаси, кількості мертвої деревини і накопичення ґрунтового  вуглецю у старовікових лісах дозволяє зробити припущення, що відсутність втручання  у природну динаміку лісів може допомогти ефективно вилучати вуглець із атмосфери. Проте, коли ліси без впливу людини досягають певного віку зрілості, вони очікувано приходять до стану, де накопичення вуглецю зрівнюється із його виділенням внаслідок «дихання екосистеми», тобто всіх процесів окислення органічних речовин у ній. 

Синтетичне дослідження 2008 року показало, що старовікові ліси можуть акумулювати вуглець із атмосфери протягом декількох сотень років, і таким чином вони відіграють важливу роль у пом’якшенні зміни клімату. Водночас інші автори вважають, що цей потенціал старовікових лісів є малим та обмеженим в часі.

Однією зі спроб розібратись в ситуації було дослідження лісу Сюзерап у Данії [2], який зазнав лише незначного втручання людини протягом останніх 200 років, із 1961 року не зазнавав жодного втручання, і безперервно існує вже більше 6 тис. років.  В цьому мішано-листяному лісі,  площею 19,2 га, домінуючим видом є бук (Fagus sylvatica L., 53%), поширені також дуб (Quercus robur L., 18%), ясен (Fraxinus excelsior L., 18%), вільха (Alnus glutinosa L., 7%) та клен (Acer pseudoplatanus L., 2%).

Авторами дослідження було оцінено 5 важливих «депо» вуглецю в згаданому лісі: наземна та підземна біомаса, мертва деревина, лісова підстилка і мінеральна частина ґрунту. Порівнювались дані інвентаризацій, що проводились в 1992, 2002 та 2012 роках.

Станом на 2012 рік, було зафіксовано середню кількість накопиченого вуглецю 395 т/га: 47% та 11% –  відповідно, в наземній та підземній біомасі, 9% – у мертвій деревині, 2% – в підстилці, та ще 31% – у верхніх 75 см мінерального ґрунту.

Загалом, у дослідженні було отримано наступні результати щодо кількостей накопиченого вуглецю у виділених «депо»:

1. У біомасі протягом 1992-2002 рр. обсяг накопиченого вуглецю зменшився на 7% за рахунок зменшення об’єму всіх видів дерев, окрім клена. Основною причиною цього був сильний шторм 1999 року. Проте, за наступні 10 років кількість вуглецю зросла аж на 16% (переважно завдяки буку та ясену), і сягнула 230 т/га. Що в 3,5 рази більше за середній показник для данських лісів (65 т/га) та в 1,5 рази більше, ніж показник для букових лісів у цьому регіоні, які переважно є молодими. Зафіксовані у 2012 році показники акумуляції вуглецю в надземній та підземній біомасі у лісі Сюзерап досягаються середньостатистичними буковими лісами Данії у віці біля 150 років.

Цікаво, що схожі результати отримувались в Німеччині, як для лісів із вибірковим вилученням деревини (regular shelterwood system – 231-233 т/га у віці біля 100 років), так і для лісів без проведення будь-яких рубок (212,7-285 т/га). Однак, середнє значення в довгостроковому вимірі є відчутно більшим саме для лісів без людського втручання.

2.  Кількість вуглецю у мертвій деревині протягом 2002-2012 років збільшилась на 37% (у 1992 р. вимірювання не проводились), досягнувши 35±5 т/га. При цьому, 43% мертвої деревини склав бук та 36% дуб. 61% від загальної кількості припадав на повалену мертву деревину.

Порівняно із лісами Данії загалом, запас вуглецю у мертвій деревині лісу Сюзерап в 43 рази (!) більший. І на момент дослідження не схоже, що він досяг стабільного стану, а отже, досі продовжує збільшуватись.

3.  По лісовій підстилці та вуглецю мінеральної частини ґрунту дослідження проводились лише у 2012 році. Вони показали, що кількість накопиченого вуглецю у лісі Сюзерап приблизно дорівнювала середньому значенню для 19 ділянок букових лісів регіону, де проводяться рубки. При цьому, вуглецю у верхніх 10 см мінеральної частини ґрунту було трохи більше в лісах із рубками, однак трохи менше – у шарі 25-75 см.

Проаналізувавши висновки авторів, можна виділити 3 найважливіших:

1.  Старовікові недоторкані букові ліси, в середньому, накопичують стільки вуглецю в живій біомасі, скільки 100-150-річні ліси під управлінням людини. Однак, помітно виграють завдяки активному його накопиченню у мертвій деревині - містять у десятки разів більше вуглецю, ніж ліси, де проводять рубки.

2.  Питома продуктивність лісових екосистем досягає нуля (поглинання вуглецю дорівнює його викидам) приблизно після 150-200 р. відсутності людського впливу.

3.  Недоторкані старовікові букові ліси неморальної зони є величезним та стабільним «акумулятором» вуглецю, однак слабко поглинають його.

Тобто, з точки зору вуглецевого балансу, збереження старовікових лісів є важливим саме для уникнення значних викидів вуглецю внаслідок рубок, аніж для продовження його подальшого поглинання. Втім, останнє може тривати і у віковому пралісі, завдяки збільшенню обсягів мертвої деревини в ході вітровалів тощо.

Можливі рекомендації для України:

1.      Для досягнення цілей по скороченню викидів парникових газів необхідно приділити належну увагу накопиченню вуглецю в наших лісах. Зокрема, варто сприяти накопиченню мертвої деревини в межах лісового природно-заповідного фонду та інших неексплуатаційних категорій лісів.

2. Запровадження вибіркової системи рубок у листяних лісах із тіньовитривалих порід та залишення в них частини мертвої деревини може з часом наблизити показники акумуляції вуглецю в цих лісах до значень, порівняних зі старовіковими природними лісами.

Посилання:

1. Kimmins JP. Forest ecology: a foundation for sustainable forest management and environmental ethics in forestry. 3rd ed. Upper Saddle River, 2004.

2. Nord-Larsen T., Vesterdal L., Scott Bentsen N., Bo Larsen J. Ecosystem carbon stocks and their temporal resilience in a semi-natural beech-dominated forest. Forest Ecology and Management, 2019