Сохранение лесной подстилки — ключ к удержанию углерода в почве
Лесные почвы хранят около 40% мирового запаса углерода на суше, но, по оценкам, около 15–30% этого почвенного углерода теряется при вырубке леса. Отслеживать такие потери сложно: лесные пожары, насекомые, болезни и прошлое управление лесами могут влиять на запасы углерода в почве, а тип деревьев, климат и метод заготовки — на то, сколько углерода будет потеряно.
Долгосрочное исследование продуктивности почв Британской Колумбии (BC-LTSP) — это многолетний лесной эксперимент, который Уоллес и коллеги использовали, чтобы изучить, как удаление органического вещества и уплотнение почвы повлияли на почвенный углерод за последние 20 лет, как почвенный углерод и лесная подстилка восстанавливаются после интенсивной заготовки, а также как широта и климат влияют на почвенный углерод.
Исследователи изучили данные с 12 лесных участков BC-LTSP, расположенных в четырёх биогеоклиматических зонах Британской Колумбии, которые достигли 20-летнего срока после заготовки. Каждый участок был разделён на девять делянок для проверки разных уровней уплотнения почвы и удаления органического вещества. На некоторых делянках при заготовке удалялись только стволы деревьев — практика, известная как заготовка только стволов. На других участках стандартной практикой была заготовка целых деревьев, при которой с участка удалялись и деревья, и остатки кроны, падающие на лесную подстилку во время лесозаготовки. На некоторых делянках удалялась вся лесная подстилка — слой органического материала поверх минеральной почвы. Исследователи собирали образцы лесной подстилки и минеральной почвы до заготовки, а затем через 5, 10 и 20 лет, чтобы измерить изменения почвенного углерода.
Учёные, участвовавшие в новом исследовании, обнаружили, что почвенный углерод был более стабильным, когда лесная подстилка оставалась нетронутой. Через 20 лет углерод в лесной подстилке снизился лишь на 5%, тогда как углерод в минеральной почве под подстилкой увеличился на 14%. Заготовка только стволов помогла сохранить примерно на 15% больше углерода в лесной подстилке, чем заготовка целых деревьев.
Более dramatic потеря углерода происходила, когда удалялись и остатки заготовки, и лесная подстилка. Общий почвенный углерод упал на 52% в течение 5 лет и оставался на 33% ниже предзаготовительного уровня в течение 20 лет. Время восстановления варьировалось среди участков, где лесная подстилка была полностью удалена: по оценкам, для возвращения почвенного углерода к предзаготовительному уровню требуется от 22 до 86 лет. Авторы предполагают, что сохранение органических остатков и защита лесной подстилки от сильного нарушения являются ключом к сохранению почвенного углерода во время лесозаготовок.
Полученные результаты имеют важное значение для устойчивого лесопользования. Они показывают, что даже спустя десятилетия после рубки почва может не восстановить исходный уровень углерода, если лесная подстилка была уничтожена. Это подчёркивает необходимость пересмотра методов заготовки в пользу более щадящих практик, таких как заготовка только стволов и минимизация движения тяжёлой техники по лесной подстилке. Кроме того, сохранение лесной подстилки помогает поддерживать биоразнообразие почвы, защищает от эрозии и улучшает водный баланс. В условиях меняющегося климата такие меры становятся особенно актуальными, поскольку леса играют ключевую роль в поглощении углекислого газа. Дальнейшие исследования должны быть направлены на разработку экономически эффективных методов, которые позволят совместить промышленную заготовку древесины с сохранением углеродных запасов почвы.
