Санкт-Петербургский университетНаука
(Не)уязвимый лес
Пожары, экстремальные ветра, нашествия вредителей — это лишь малая часть последствий, к которым приводит изменение климата. Насколько российские леса подвержены таким катаклизмам и что еще им может грозить из-за глобального потепления, установили экологи Петербурга.
Ученые СПбГУ и Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства (СПбНИИЛХ) создали метод, который позволяет на основе данных о состоянии лесов в прошлом рассчитать уровень их уязвимости в настоящее время и сделать прогноз об устойчивости к изменениям климата в будущем. Подход исследователей дает возможность вычислить как общий показатель незащищенности лесных территорий, так и степень их подверженности отдельным климатическим рискам.
Работа проводилась по заказу Федерального агентства лесного хозяйства Российской Федерации.
Угрожающее тепло
Во-первых, метод помогает оценить склонность к возникновению пожаров. «Рост температуры на планете и изменение количества осадков приводят к тому, что количество возгораний в лесах увеличивается. Это происходит из-за того, что меняется погода и увеличивается количество дней с пожароопасными метеорологическими условиями, то есть с повышенной температурой и сухим воздухом, — объясняет Иван Сергеевич Недбаев, старший преподаватель СПбГУ (кафедра геоэкологии). — Последствия таких изменений мы можем ежегодно наблюдать в лесных угодьях России: в частности, в Сибири, на Дальнем Востоке, в Красноярском крае и в Республике Саха (Якутия). Пожары наносят огромный урон лесам, поэтому важно отслеживать степень их уязвимости в отношении этого риска, чтобы его минимизировать».
Во-вторых, с помощью разработки можно определить подверженность нашествиям насекомых-вредителей, которые провоцируют болезни растений. По словам Ивана Недбаева, таких существ в лесах некоторых российских регионов становится больше: из-за повышения температуры они за один сезон успевают размножиться несколько раз, тогда как раньше давали потомство единожды.
«Также из-за смены климатических условий на Земле увеличивается количество экстремальных погодных явлений, таких как наводнения и очень сильные ветра. И это еще один риск, который учитывается в нашем методе. Сильные ветра опасны тем, что они способны повалить целые массивы деревьев и таким образом уничтожить лес. При наводнениях же растения из-за переизбытка влаги могут просто сгнить», — добавляет Иван Недбаев.
По словам исследователя, четвертый риск, рассматриваемый в подходе, — это изменение продуктивности лесов, то есть скорости и масштабов их роста. Этот процесс по-разному проявляется в регионах России. Например, в северной части страны повышение температуры положительно сказывается на продуктивности лесных массивов. Из-за того что погода постепенно становится более теплой, в лесах появляются более здоровые, толстые и высокие деревья. В южных регионах растения, напротив, становятся суше и тоньше, а сам лесной массив редеет из-за жары.
Также метод ученых позволяет установить риск изменения видового состава лесов, то есть вероятность замещения в них одних пород другими. Например, превращение хвойного лесного массива в мелколиственный, состоящий из берез, осин и ольхи. «Наиболее ярко подобное явление наблюдается на севере и юге России. Из-за климатических изменений граница леса постепенно сдвигается в северную часть страны. На юге число лесных массивов уменьшается, а количество мелкой растительности увеличивается. На севере, там, где несколько десятилетий назад была тундра и росли растения не выше колена, сейчас уже может быть лесотундра или северотаежные леса», — говорит Иван Недбаев.
Он добавляет, что такое явление не всегда приносит пользу северным регионам. Например, замещение лишайников деревьями нарушает уклад жизни оленеводов — у них сокращается количество ягеля, которым можно кормить оленей.
Вычислить самых сильных
С помощью разработанного метода исследователи СПбГУ и СПбНИИЛХ определили степень уязвимости лесов во всех регионах России. Для подсчетов ученые использовали статистические данные о том, как в каждом субъекте страны с 2013 по 2022 год на лесных территориях проявлялись климатические изменения.
Анализ позволил экологам установить, что в настоящее время самые устойчивые к климатическим рискам леса расположены в Ярославской и Самарской областях. Индекс уязвимости для лесных массивов на этих территориях составляет 1 и 2 балла из 10 возможных соответственно. Под наибольшей угрозой из-за региональных погодных особенностей находятся леса в Камчатском крае, Республике Адыгее, Ивановской, Костромской и Новосибирской областях — для этих территорий индекс уязвимости составил 9 из 10 баллов. Лесные угодья Ленинградской области ученые определили как среднеуязвимые ко всем климатическим рискам (индекс — 5 из 10 баллов).
Наиболее устойчивыми к климатическим изменениям считаются смешанные леса, в которых представлены деревья разных видов и возрастов. При таком составе лесной массив легче переносит воздействие неблагоприятных природных факторов: даже если некоторые породы или сообщества деревьев определенного возраста погибают, лес не исчезает целиком.
Исследователи также выяснили, что риск возникновения пожаров высок в лесах 24 российских регионов, в том числе в Московской и Ленинградской областях, Хабаровском крае и Чукотском автономном округе. Насекомые-вредители сильнее всего угрожают Краснодарскому краю, Новосибирской области, республикам Башкортостан и Саха (Якутия). Для экстремальных погодных явлений наиболее уязвимы регионы Урала и Дальнего Востока. Риск изменения продуктивности велик для лесов на юге Сибири и в европейской части России, за исключением насаждений в Московской, Рязанской и Тульской областях. Изменение видового состава угрожает лесам 46 субъектов Российской Федерации, находящихся преимущественно в европейской части.
Помимо текущего состояния, исследователи СПбГУ и СПбНИИЛХ также рассчитали устойчивость российских лесов к глобальному потеплению на 2050-е и 2090-е годы. Согласно прогнозу научного коллектива, в середине и конце XXI века из-за смены климатических условий наиболее уязвимыми окажутся леса в Камчатском крае и Чукотском автономном округе (индекс — 8 из 10). Самыми устойчивыми в 2050-е годы будут лесные угодья Забайкальского края, Калужской и Рязанской областей и Республики Мордовии, а в 2090-е — Иркутской, Магаданской и Смоленской областей и Республики Бурятии (индекс для всех регионов — 2 из 10). Леса Ленинградской области сохранят среднюю уязвимость в отношении климатических изменений (индекс — 4 из 10).
Индивидуальный подход
«Главный вывод, который мы сделали в результате подсчетов, состоит в том, что нужно подходить к лесному хозяйству каждого региона индивидуально, — подчеркивает Иван Недбаев. — Россия — территория с разнообразными природными условиями, которые меняются как в направлении с севера на юг, так и с запада на восток. По этой причине невозможно ввести в стране единые правила для адаптации лесных экосистем к изменениям климата. Потепление приводит к разным последствиям в лесах разных регионов, поэтому в каждом субъекте необходимо разрабатывать собственную программу мероприятий, которые помогут минимизировать негативные проявления глобального потепления, актуальные именно для этой территории».
По словам Ивана Недбаева, метод, разработанный научным коллективом, как раз поможет регионам анализировать состояние местных лесов и определять актуальные риски, чтобы впоследствии более эффективно планировать мероприятия по адаптации и их финансирование.
В настоящее время экологи также готовят для субъектов России методику, с помощью которой можно будет оценить успешность ранее проведенных и текущих мероприятий по повышению устойчивости лесов. На финальном этапе исследователи планируют разработать алгоритм, благодаря которому каждый регион сможет подбирать из существующих мер по адаптации лесных территорий к изменениям климата наиболее подходящие именно для него. Ученые надеются, что в будущем российские субъекты смогут применять весь комплекс их разработок, чтобы повысить качество ведения лесного хозяйства и защитить леса от возможных климатических рисков.
В настоящее время
В мире применяется множество мер для адаптации лесов к изменениям климата. Например, на территориях, которые страдают от экстремальных ветров, высаживают деревья в шахматном порядке, а не параллельно, что позволяет тормозить ветровые потоки.
В лесах, для которых велик риск возникновения пожаров, проводят мероприятия по созданию и развитию лесной инфраструктуры. К примеру, создают просеки и минерализованные противопожарные полосы из песка, чтобы при возгорании огонь не перекидывался на соседние участки. Также на таких территориях поддерживают в рабочем состоянии лесные дороги, чтобы пожарные машины могли быстро и легко добираться до очагов возгорания, закупают больше противопожарного оборудования и ведут космический мониторинг, который позволяет оперативно определять места зарождения пожара.
На территориях, страдающих от насекомых, чаще устраивают лесопатологические обследования — специалисты ищут на деревьях вредителей и проявления вызываемых ими болезней, а также ликвидируют эти очаги.
В последние годы в лесах также высаживают древесные породы, адаптированные к более высоким температурам, чтобы территории были готовы к будущему потеплению.
Больше об исследовании ученых можно узнать из статьи «Оценка уязвимости лесов к климатическим изменениям», опубликованной в сборнике Международного лесного форума «Охрана, инновационное восстановление и устойчивое управление лесами. Forestry — 2023». DOI: 10.58168/ Forestry2023_98-114
Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl