Найбільші дерева забрали собі половину лісової біомаси

Міжнародний колектив біологів провів масштабне дослідження великих лісів на Землі і визначив, як жива біомаса лісу розподіляється між деревами різного розміру і виду. Виявилося, що рівно половина всієї біомаси міститься всього в одному відсотку найбільших дерев, велика частина з яких перевищує в діаметрі 60 сантиметрів, повідомляють вчені в статті в.

Ліси беруть найактивнішу участь у вуглецевому циклі на нашій планеті: дихання, фотосинтез і газообмін у деревах визначають швидкість і механізми процесів перетворення і перенесення вуглецю на Землі, а відповідно, і їх вплив на глобальний клімат. При цьому жива біомаса лісу являє собою дуже об'ємне сховище вуглецю, який за певних умов може опинитися в атмосфері у формі вуглекислого газу. Наприклад, нещодавно вчені з NASA показали, що саме збільшення кількості посух і пожеж у тропічних лісах призвело до помітного збільшення частки вуглекислого газу в атмосфері в 2015-2016 роках. При цьому, незважаючи на велику кількість досліджень, присвячених видовій різноманітності та екологічних ролях різних дерев, систематичного аналізу загальних для всіх лісів тенденцій розподілу біомаси між деревами різних видів і його зв'язку з розмірами дерев до сьогоднішнього дня не проводилося.

Щоб заповнити цю прогалину, міжнародний колектив з 98 вчених під керівництвом Джеймса Лутца (James A. Lutz) з Університету штату Юта досліджував 48 великих лісів по всій планеті площею від 2 до 60 гектарів і оцінив розподіл біомаси лісу між деревами різного розміру. Всього вчені вивчили понад 5,6 мільйона дерев діаметром більше одного сантиметра. Ці дерева представляли майже 9,3 тисячі різних видів з 210 сімейств.

Виявилося, що в різних лісах загальна біомаса варіюється від 13 до 559 кілотонн на один гектар. При цьому рівно 50 відсотків всієї лісової біомаси міститься в єдиному верхньому відсотку найбільших дерев (а 41 відсоток всієї живої біомаси припадає на рослини певного розміру - дерева, діаметр яких на рівні грудей людини перевищує 60 сантиметрів). Вчені зазначають, що розмір найбільших дерев і загальна кількість великих дерев у лісі однозначно корелює із загальною біомасою, тобто ліс не може запасти велику кількість вуглецю тільки за рахунок невеликих дерев. При цьому, що цікаво, чим більше жива біомаса лісу, тим менше в ньому видове розмаїття.

Крім загальних закономірностей для всіх лісів, вчені також проаналізували і їх географічний розподіл. Виявилося, що при збільшенні широти (як у Північній, та і Південній півкулях) загальна біомаса верхнього відсотка найбільших дерев зменшується, що пов'язано зі зменшенням загальної кількості великих дерев. При цьому знижується і загальна кількість дерев у лісі, що припадають на одиницю його площі. Крім того, зменшення розміру дерев і зміщення розподілу біомаси при русі від екватора супроводжується збільшенням складності структури лісу.

Вчені відзначають, що отримані ними результати в першу чергу підкреслюють важливість великих дерев для всіх без винятку лісових екосистем. Незважаючи на те, що загальна кількість великих дерев у лісах значно менша, ніж маленьких дерев, чагарників і невеликих рослин, саме вони представляють найбільш поширені види і визначають структуру лісових екосистем - контролюючи кількість вуглецю, води і сонячного світла в різних ділянках лісу. Тому вчені пропонують приділяти більше уваги великим деревам, як з точки зору фундаментальних досліджень (біологічних, екологічних або кліматичних), так і при розробці промислових і технологічних процесів, зокрема при плануванні вирубок.

Незважаючи на те, що вплив дерев у тропічних лісах на глобальний клімат переоцінити досить складно, іноді взаємозв'язки виявляються не найочевиднішими. Наприклад, нещодавно вчені виявили, що уповільнення транспірації через зростання концентрації вуглекислого газу в атмосфері може призвести до асиметрії в зміні рівня опадів між Західною і Східною півкулями Землі.