Деревья необходимы для жизни на Земле. Они поглощают и накапливают CO2, служат средой обитания для животных, грибов и насекомых, удерживают почву, регулируют круговорот воды и обеспечивают людей жизненно важными ресурсами, такими как древесина, пища и тень в жаркую погоду.
Несмотря на свою важность, леса по всему миру претерпевают значительные изменения. Новое исследование показывает, что многие лесные экосистемы становятся более однородными, теряют биоразнообразие и становятся менее устойчивыми. К такому выводу пришли авторы масштабного международного исследования, опубликованного в журнале Nature Plants.
Изучив более 31 000 видов деревьев по всему миру, учёные смогли составить карту вероятных изменений в лесах в ближайшие десятилетия. Их анализ был сосредоточен на изменениях в видовом составе, долгосрочной стабильности и функционировании лесов как экосистем.
Леса смещаются в сторону быстрорастущих видов
Исследование показало, что быстрорастущие виды деревьев становятся все более доминирующими. В то же время медленнорастущие деревья со специфическими характеристиками сталкиваются с растущим риском сокращения численности или вымирания.
Йенс-Кристиан Свеннинг, профессор и директор Центра экологической динамики в новой биосфере (ECONOVO) Датского национального исследовательского фонда при биологическом факультете Орхусского университета, а также старший автор исследования, говорит, что эта тенденция вызывает серьёзную обеспокоенность.
Он особо отмечает опасность, которой подвергаются виды деревьев, произрастающие только в небольших изолированных регионах мира.
«Мы говорим о крайне уникальных видах, особенно распространенных в тропических и субтропических регионах, где биоразнообразие велико, а экосистемы тесно взаимосвязаны. Когда специализированные местные виды исчезают, в экосистемах образуются пустоты, которые редко заполняются чужеродными видами, даже если эти виды быстрорастущие и легко распространяющиеся», — говорит Йенс-Кристиан Свеннинг.
Деревья, поддерживающие устойчивость лесов, находятся под угрозой
Наибольшей угрозе подвергаются медленнорастущие деревья, которые хорошо себя чувствуют в стабильных условиях. По словам Свеннинга, у таких деревьев обычно толстые листья, плотная древесина и долгая продолжительность жизни. Они особенно распространены во влажных тропических и субтропических лесах.
«Они составляют основу лесных экосистем и способствуют их стабильности, накоплению углерода и устойчивости к изменениям», — говорит Йенс-Кристиан Свеннинг.
Если изменение климата и вырубка лесов продолжатся нынешними темпами, то в лесах, скорее всего, будут преобладать быстрорастущие деревья с более светлой листвой и меньшей плотностью древесины. Эти характеристики позволяют деревьям быстро расти в течение коротких периодов. К таким деревьям относятся, например, акация, эвкалипт, тополь и сосна.
«Несмотря на то, что эти виды хорошо приживаются и растут, они более уязвимы к засухе, ураганам, вредителям и климатическим потрясениям. Из-за этого леса становятся менее стабильными и менее эффективно накапливают углерод в долгосрочной перспективе», — говорит Йенс-Кристиан Свеннинг.
Почему неместные деревья распространяются?
Исследование также подчеркивает растущую роль натурализовавшихся видов деревьев, то есть деревьев, которые изначально произрастали в других местах, но теперь растут в диком виде в новых регионах. Почти 41% этих видов обладают такими характеристиками, как быстрый рост и мелкие листья, которые помогают им выживать в нарушенной среде.
Однако Свеннинг отмечает, что эти деревья редко заменяют собой местные виды.
«Более того, в ландшафтах, подверженных сегодняшним и завтрашним изменениям, натурализованные виды могут ещё больше усложнить выживание местных деревьев, поскольку усиливается конкуренция за свет, воду и питательные вещества», — добавляет он.
Тропические леса несут наибольшие потери
Исследование показало, что тропические и субтропические регионы, скорее всего, сильнее всего пострадают от гомогенизации лесов. Ожидается, что в этих регионах количество видов деревьев, находящихся под угрозой исчезновения, увеличится.
«Именно здесь произрастает множество медленнорастущих видов деревьев с естественным ареалом обитания. Поскольку они встречаются на очень ограниченных территориях, эти виды особенно уязвимы и рискуют полностью исчезнуть, если их среда обитания будет разрушена или захвачена быстрорастущими видами», — объясняет первый автор исследования, молодой профессор Вэнь-Юн Го из Школы экологических и природоохранных наук Восточно-Китайского педагогического университета в Шанхае.
Гуо также отмечает, что быстрорастущие и натурализовавшиеся виды, вероятно, продолжат распространяться по всему миру по мере усиления антропогенного воздействия на окружающую среду.
«В то же время мы прогнозируем рост числа натурализованных и быстрорастущих видов деревьев, адаптировавшихся к растущему антропогенному воздействию по всему миру. Таким образом, в более холодных регионах Северного полушария доминирующей тенденцией, скорее всего, станет распространение таких видов», — говорит Вэнь-Юн Го.
Деятельность человека приводит к изменениям в лесах
По мнению исследователей, основной причиной изменений в составе лесов является деятельность человека.
«Свою роль играют антропогенное изменение климата, вырубка лесов под инфраструктуру, интенсивное лесное хозяйство, лесозаготовки и глобальная торговля древесиной. Часто активно продвигаются быстрорастущие деревья, потому что они быстро дают древесину или биомассу. Но с экологической точки зрения они часто оказываются хрупкими и более подверженными болезням», — объясняет Вэнь-Юн Го.
Почему необходимо изменить подход к управлению лесами?
Используя сценарии моделирования будущего, исследователи изучили, как со временем будут распространяться или исчезать те или иные виды деревьев. Согласно их результатам, в ближайшие десятилетия натурализованные виды, уже присутствующие в лесах, станут еще более доминирующими.
По словам Йенса-Кристиана Свеннинга, это делает защиту медленно растущих видов деревьев все более актуальной задачей. Он подчеркивает необходимость разработки стратегий управления лесами, которые будут активно поддерживать эти виды и уделять приоритетное внимание восстановлению экосистем.
«При создании новых лесов следует уделять гораздо больше внимания медленно растущим и редким породам деревьев. Это сделает леса более разнообразными и устойчивыми. Эти виды также следует активно продвигать в рамках природоохранных и восстановительных мероприятий, поскольку они часто положительно влияют на восстановление более разнообразных сообществ крупных животных, которые сами по себе важны для функционирования экосистемы в будущем», — заключает Йенс-Кристиан Свеннинг.
Подписывайтесь, чтобы узнавать новое о науке каждую неделю!