Коллектив исследователей из нескольких десятков стран мира на основе анализа большого массива данных за последние 150 лет показал, что продуктивность леса тесно связана с биоразнообразием лесообразующих пород в нем. Ученые оценили, что в случае уменьшения биоразнообразия в лесах, глобальные потери мировой экономики за счет снижения продуцирования древесины, будут составлять от 160 до 490 миллиардов долларов США в год. Результаты исследований опубликованы в журнале Science.

Светлохвойные (лиственничные и сосновые) л...

Светлохвойные (лиственничные и сосновые) леса Тывы. Отдельные старые деревья (300-400 лет), сохранившиеся около поселков. Автор фото: Надежда Чебакова

Биоразнообразие, или количество видов, обитающих на определенной территории, — одна из основных характеристик природной экосистемы. В целом в научном сообществе есть общее представление о том, что места обитания, где присутствует большее количество видов, более сбалансированы и эффективнее используют природный ресурс. Зачастую данные об устойчивости экосистемы или связи количества видов и какой-то характеристики природного объекта изучаются на экспериментальных участках регионального уровня — лес, остров или озеро, что не позволяет ученым сделать глобальные выводы. В то же время сохранение биоразнообразия — это один из приоритетов международной экологической политики. Например, Конвенция ООН по сохранению биоразнообразия подписана большинством стран мира.

Как влияет биоразнообразие на жизнь на планете? Можем ли мы оценить в денежном эквиваленте те услуги, которые нам оказывает природа? Подобные вопросы на уровне биосферы пока еще не разрешены. С ростом компьютерных мощностей и увеличением количества измерений, мировая наука вступила в эпоху больших данных (big data). В самых разных областях знаний ученые объединяют результаты своих наблюдений для поиска глобальных закономерностей.

В недавно опубликованной в журнале Science научной статье, коллектив ученых из нескольких десятков стран мира выявил общую для Земли зависимость между видовым разнообразием деревьев и продуктивностью лесного участка и показал, что снижение биоразнообразия приведет к резкому падению способности леса набирать массу. В статье собраны данные с 777 216 участков леса в 44 странах мира. На этих участках произрастает почти 8 700 видов деревьев, а всего количество учтенных для анализа деревьев превышает 30 миллионов.

Россия в этом коллективе исследователей представлена красноярскими учеными — сотрудниками Институт леса им В.Н. Сукачева ФИЦ КНЦ СО РАН Надеждой Чебаковой и Еленой Парфеновой.

«Речь идет о количестве видов деревьев в лесу. Разнообразие кустарников, трав в напочвенном покрове в этой работе не учитывалось, — поясняет Надежда Чебакова. — Мы предоставили в общий анализ данные лесоинвентаризации примерно двух тысяч пробных площадей по структуре и продуктивности лесов на территории гор Южной Сибири. Это Западный Саян, Забайкалье. Большая часть этих данных была получена около 30-40 лет назад и вошла в наши кандидатские диссертации — мою и Елены Парфеновой. По результатам моей диссертации была опубликована монография «Климат и горные леса Южной Сибири» под руководством Николая Поликарпова, главного идеолога биоклиматического моделирования лесов Сибири, заслуженного лесовода России. Когда мы отправили наши данные, то ведущий автор статьи профессор Лианг ответил: «Сейчас введем все в компьютер, запустим расчет, и через недельку получим первые результаты». Сначала я удивилась, но только потом поняла, что компьютер обрабатывал данные почти 800 тысяч лесных участков по всему миру — какая это масштабная работа!».

Основной результат исследования — положительная зависимость между биоразнообразием леса и его продуктивностью. Под продуктивностью в данном случае понимается способность леса наращивать свою массу (рост древесины) за единицу времени (год). Полученные данные позволяют оценить, насколько снизится продуктивность леса при уменьшении количества видов деревьев в составе древостоя. Наиболее ярко такую зависимость можно продемонстрировать на примере влажного тропического леса. В естественных условиях на участке такого леса могут произрастать сотни видов деревьев. После массовых вырубок освободившиеся площади засаживают, например, быстрорастущими монокультурами масличных пальм. Климатические условия те же самые, но соседний естественный лес производит существенно больше древесины, чем монокультурная плантация.

Низкогорные черневые, наиболее продуктивные лес...

Низкогорные черневые, наиболее продуктивные леса с преобладанием пихты, кедра и осины и с участками реликтовой липы в Кузнецком Алатау. Автор фото: Надежда Чебакова

«Наши данные — это фактически одна большая точка на глобальном графике. Максимальное количество видов деревьев, растущих на одном участке леса на юге Сибири — это 5-6 видов. Для сравнения, во влажном тропическом лесу разнообразие деревьев может достигать 400 видов, — рассказывает Елена Парфенова. — Следует отметить, что общая закономерность зависимости продуктивности леса от количества видов может нарушаться для каких-то локальных условий. Например, в низкогорной тайге Западного Саяна есть черневые кедровые-пихтовые леса (низкое разнообразие), обладающие большой продуктивностью. Но в целом, выводы работы однозначны, чем больше видов деревьев мы сохраняем в лесу, тем выше его продуктивность».

Так как древесина это ценный экономический ресурс, данные по снижению продуктивности можно легко перевести в денежный эквивалент. Ученые оценили, что из-за снижения биоразнообразия лесов под влиянием человека или климата мировая экономика может терять от 160 до 490 миллиардов долларов США в год. При этом по оценкам международных организаций затраты на сохранению видового богатства на планете будут стоить в несколько раз меньше. Получается, что в долговременном масштабе охрана окружающей среды дело выгодное.

«В наших предыдущих работах мы рассматривали продуктивность и видовое богатство леса отдельно. Мы нашли связь этих характеристик с климатом. Новинка данной работы в попытке связать их напрямую, найти общую закономерность. Нужно отметить, что для России важную роль в этом вопросе будет играть зона вечной мерзлоты. Мерзлота контролирует и породный состав и продуктивность лесов. В зоне вечной мерзлоты доминирует один вид — лиственница даурская. По мере изменения климата и таяния мерзлоты будет обогащаться видовой состав и продуктивность леса, как, например, происходило происходило 6000 лет назад в оптимум голоцена, когда темнохвойные породы заходили далеко на север. Так что сказать, что продуктивность и разнообразие, полностью независимы — нельзя. Они определяются климатом места произрастания. Эта тема отражена в других исследованиях. В данном же случае впервые собран огромный массив данных и, самое главное, получены экономические оценки стоимости биоразнообразия. Такой подход, позволяет перекинуть мостик от научных исследований к практике и политике в области охраны окружающей среды. Это очень важно», — рассказала Надежда Чебакова.