Наука о лесном углероде: Глобальная перспектива смягчения последствий изменения климата

Леса являются жизненно важными поглотителями углерода, играя решающую роль в регулировании глобального климата. Понимание науки о лесном углероде необходимо для разработки эффективных стратегий смягчения последствий изменения климата и содействия устойчивому лесопользованию во всем мире. В этой статье рассматриваются сложные процессы секвестрации лесного углерода, влияющие на них факторы и международные усилия по использованию лесов для климатических действий.

Что такое лесной углерод?

Лесной углерод относится к углероду, хранящемуся в лесных экосистемах. Это включает углерод, содержащийся в:

Живой биомассе: деревья (стволы, ветви, листья, корни)
Мертвой органической материи: мертвые деревья, ветви, листовой опад
Почве: органическое вещество в почве, включая корни и разложившийся материал
Древесных продуктах: заготовленная древесина, используемая в строительстве, производстве мебели и других продуктах (долгосрочное хранение)

Леса действуют как источники, так и поглотители углерода. Они поглощают углекислый газ (CO2) из атмосферы посредством фотосинтеза, накапливая его в своей биомассе и почве. Напротив, они выделяют CO2 посредством дыхания (живыми организмами), разложения органического вещества и таких нарушений, как обезлесение, лесные пожары и вспышки насекомых.

Углеродный цикл в лесах

Углеродный цикл в лесах — это динамичный процесс, включающий обмен углеродом между атмосферой, растительностью, почвой и водой. Вот упрощенный обзор:

Фотосинтез: деревья и другие растения поглощают CO2 из атмосферы и используют солнечный свет для преобразования его в глюкозу (сахар) для получения энергии и роста. Углерод хранится в их тканях.
Дыхание: растения, животные и микроорганизмы выделяют CO2 обратно в атмосферу посредством дыхания — процесса, при котором глюкоза расщепляется для высвобождения энергии.
Разложение: когда деревья и другая органическая материя умирают, разлагатели (бактерии и грибы) расщепляют их, выделяя CO2 в атмосферу и почву. Часть разложившегося материала включается в органическое вещество почвы.
Нарушения: природные нарушения, такие как лесные пожары, нашествия насекомых и бури, могут выделять большие количества углерода из лесов в атмосферу. Человеческая деятельность, такая как обезлесение и неустойчивая вырубка леса, также способствует выбросам углерода.
Хранение: значительная часть углерода долгосрочно хранится в биомассе деревьев, мертвом дереве и органическом веществе почвы. Зрелые леса с крупными деревьями и накопленной органической массой могут хранить значительные количества углерода.

Факторы, влияющие на секвестрацию лесного углерода

На скорость поглощения и хранения углерода лесами влияет несколько факторов:

Тип и возраст леса: Различные виды деревьев и типы лесов имеют различную способность к секвестрации углерода. Молодые, быстрорастущие леса, как правило, поглощают углерод быстрее, чем зрелые леса. Однако зрелые леса содержат значительно больше углерода, хранящегося в их биомассе. Например, старовозрастные леса на Тихоокеанском Северо-Западе Северной Америки и бореальные леса в России и Канаде хранят огромные количества углерода.
Климат: температура, количество осадков и доступность солнечного света влияют на рост лесов и секвестрацию углерода. Оптимальные условия варьируются в зависимости от типа леса. Например, тропические тропические леса с теплыми температурами и обильными осадками демонстрируют высокие темпы фотосинтеза и производства биомассы. Однако засухи и волны жары, которые становятся все более распространенными из-за изменения климата, могут значительно снизить поглощение углерода лесами и увеличить риск лесных пожаров.
Состояние почвы: тип почвы, наличие питательных веществ и влажность влияют на скорость роста деревьев и разложения. Здоровые почвы с высоким содержанием органического вещества хранят больше углерода. Обезлесение и неустойчивые методы ведения сельского хозяйства могут привести к деградации почв, снижая их способность к хранению углерода.
Нарушения: лесные пожары, вспышки насекомых и бури могут выделять большие количества углерода из лесов. Частота и интенсивность этих нарушений часто зависят от изменения климата.
Практика управления: устойчивые методы лесопользования, такие такие как выборочная вырубка, лесовосстановление и управление пожарами, могут увеличить секвестрацию углерода и сократить выбросы. Неустойчивая вырубка леса, обезлесение для сельского хозяйства и перевод земель в другие виды землепользования могут привести к значительным потерям углерода.
Концентрация CO2 в атмосфере: более высокие концентрации CO2 в атмосфере могут в некоторой степени стимулировать рост растений и секвестрацию углерода. Это известно как "эффект удобрения CO2". Однако масштаб и долгосрочные последствия этого явления до сих пор обсуждаются и могут быть ограничены другими факторами, такими как наличие питательных веществ.

Роль обезлесения и лесовосстановления

Обезлесение является основной причиной изменения климата, на которую приходится значительная доля глобальных выбросов парниковых газов. Когда леса вырубаются, углерод, хранящийся в их биомассе и почве, выделяется в атмосферу в виде CO2. Обезлесение также снижает способность планеты поглощать CO2.

Пример: Амазонский тропический лес, крупнейший тропический лес в мире, сталкивается с растущими темпами обезлесения из-за сельского хозяйства, лесозаготовок и добычи полезных ископаемых. Это не только высвобождает огромное количество углерода, но и угрожает биоразнообразию и средствам к существованию коренных народов.

Лесовосстановление и облесение (посадка деревьев на ранее не покрытых лесом землях) предлагают возможности для секвестрации углерода и восстановления деградировавших экосистем. Эта деятельность может помочь компенсировать выбросы из других источников и повысить устойчивость ландшафтов к изменению климата.

Пример: Инициатива "Великая зеленая стена" в Африке направлена на борьбу с опустыниванием и восстановление деградировавших земель путем посадки пояса деревьев по всему континенту. Этот проект имеет потенциал для секвестрации значительных количеств углерода, улучшения плодородия почв и обеспечения экономических возможностей для местного населения.

Международные инициативы по управлению лесным углеродом

Ряд международных инициатив направлен на содействие устойчивому лесопользованию и сокращение выбросов от обезлесения и деградации лесов:

REDD+ (Сокращение выбросов от обезлесения и деградации лесов): REDD+ — это рамки, разработанные в рамках Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК ООН), которые предоставляют финансовые стимулы развивающимся странам для сокращения обезлесения и деградации лесов, а также для содействия устойчивому лесопользованию.
Боннский вызов: глобальная инициатива по восстановлению 350 миллионов гектаров деградировавших и обезлесенных ландшафтов к 2030 году. Эта инициатива побуждает страны брать на себя обязательства по восстановлению лесов и других экосистем.
Нью-Йоркская декларация по лесам: политическая декларация, одобренная правительствами, компаниями и организациями гражданского общества, с целью прекратить обезлесение к 2030 году.
Сертификация устойчивого лесопользования (SFM): схемы сертификации, такие как Лесной попечительский совет (FSC) и Программа одобрения лесной сертификации (PEFC), содействуют устойчивым практикам лесопользования, устанавливая стандарты ответственного лесного хозяйства.

Лесные углеродные зачеты и углеродные рынки

Лесные углеродные зачеты — это кредиты, генерируемые проектами, которые сокращают или удаляют выбросы парниковых газов из лесов. Эти кредиты могут покупаться и продаваться на углеродных рынках, позволяя предприятиям и частным лицам компенсировать свои выбросы, инвестируя в проекты по сохранению и восстановлению лесов.

Как работают лесные углеродные зачеты:

Разрабатывается лесной проект, такой как лесовосстановление или улучшение лесопользования.
Потенциал секвестрации углерода проекта оценивается с использованием научных методов.
Проект проверяется независимой сторонней организацией, чтобы убедиться, что он соответствует определенным стандартам.
Углеродные кредиты выдаются на основе количества секвестрированного углерода или сокращенных выбросов в результате проекта.
Предприятия или частные лица приобретают эти кредиты для компенсации собственных выбросов.

Проблемы с лесными углеродными зачетами:

Дополнительность: обеспечение того, чтобы сокращение или удаление углерода было дополнительным к тому, что произошло бы в любом случае.
Постоянство: гарантия того, что углерод, хранящийся в лесах, будет оставаться хранимым в долгосрочной перспективе и не будет выделен из-за таких нарушений, как лесные пожары или незаконная вырубка леса.
Утечка: предотвращение простого перемещения обезлесения или выбросов в другое место.
Мониторинг, отчетность и проверка (MRV): точный мониторинг и проверка потенциала секвестрации углерода и фактической производительности лесных проектов.

Важность устойчивого лесопользования

Устойчивое лесопользование (SFM) имеет решающее значение для максимизации климатических выгод от лесов, а также для предоставления других экосистемных услуг, таких как древесина, чистая вода, сохранение биоразнообразия и отдых. SFM включает управление лесами таким образом, чтобы удовлетворять потребности настоящего времени, не ставя под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности.

Ключевые принципы SFM:

Поддержание биоразнообразия лесов и целостности экосистем
Защита почвенных и водных ресурсов
Минимизация воздействия вырубки и других лесохозяйственных операций
Содействие естественному возобновлению и лесовосстановлению
Сохранение старовозрастных лесов и других ценных местообитаний
Поддержка социального и экономического благосостояния лесных сообществ

Примеры практики устойчивого лесопользования:

Выборочная вырубка: заготовка деревьев таким образом, чтобы минимизировать ущерб окружающей лесной среде и обеспечить естественное возобновление.
Вырубка с пониженным воздействием: использование методов, минимизирующих эрозию почвы, загрязнение воды и беспокойство для дикой природы.
Лесовосстановление с использованием местных видов: посадка деревьев, местных для данной местности, для восстановления деградировавших лесов и повышения биоразнообразия.
Управление пожарами: реализация стратегий предотвращения и контроля лесных пожаров, включая предписанные выжигания и сокращение горючих материалов.
Интегрированная борьба с вредителями: использование комбинации методов для борьбы с вспышками насекомых и болезнями, минимизируя при этом использование пестицидов.

Лесной углерод и коренные сообщества

Коренные сообщества часто обладают глубокими традиционными знаниями в области лесопользования и играют критически важную роль в сохранении лесов и их запасов углерода. Признание и уважение прав коренных сообществ имеют решающее значение для обеспечения долгосрочной устойчивости проектов по лесному углероду.

Преимущества привлечения коренных сообществ к проектам по лесному углероду:

Улучшение сохранения и управления лесами
Увеличение секвестрации углерода
Усиление защиты биоразнообразия
Расширение прав и возможностей коренных сообществ
Улучшение уровня жизни и экономических возможностей

Соображения при работе с коренными сообществами по проектам лесного углерода:

Получение свободного, предварительного и информированного согласия от коренных общин
Обеспечение того, чтобы коренные общины получали выгоду от проекта
Уважение коренных знаний и традиционных методов управления
Защита прав коренных народов на землю

Будущее лесного углерода

Леса будут продолжать играть решающую роль в смягчении последствий изменения климата. Внедряя устойчивые методы лесопользования, сокращая обезлесение и содействуя лесовосстановлению, мы можем повысить потенциал секвестрации углерода лесами и внести вклад в более устойчивое будущее. Инновации в технологиях дистанционного зондирования, таких как LiDAR и спутниковые снимки, улучшают нашу способность отслеживать запасы лесного углерода и изменения с течением времени. Это позволит более точно отчитываться и проверять проекты по лесному углероду.

Кроме того, интеграция лесного углерода в более широкие климатические политики и рыночные механизмы необходима для раскрытия полного потенциала лесов как климатического решения. Это включает укрепление международных соглашений, таких как REDD+, и создание надежных углеродных рынков, которые предоставляют стимулы для устойчивого лесопользования.

Заключение

Наука о лесном углероде сложна, но необходима для понимания роли лесов в смягчении последствий изменения климата. Защищая существующие леса, восстанавливая деградировавшие земли и управляя лесами устойчивым образом, мы можем использовать мощь этих жизненно важных экосистем для секвестрации углерода, сохранения биоразнообразия и поддержки средств к существованию лесных сообществ по всему миру. Инвестиции в лесной углерод — это инвестиции в более здоровое будущее планеты для будущих поколений.