Посадки деревьев усилят потепление на Земле

Авторы новой работы в журнале Nature Communications изучили, как именно посадки деревьев, типичных для той или иной местности, влияют на изменения отражающей способности Земли и поглощение углекислого газа. Они пришли к выводу, что из-за темного цвета растительности в среднем новые деревья нагревают планету, даже несмотря на связывание определенного количества СО2.

Чтобы смоделировать влияние деревьев на отражающую способность тех или иных регионов нашей планеты, исследователи разбили мировую карту на десятки субрегионов, присвоив им усредненную отражающую способность, которая сегодня наблюдается у лесов в этих регионах. Ученые исходили из предположения, что эти же деревья будут доминировать там в случае новых посадок, а остальные будут часто гибнуть и плохо приживаться. Например, в тундре высока вероятность распространения берез и лиственниц, но практически нулевая для относительно теплолюбивых деревьев средней широты. В тропиках же, напротив, лиственницы и березы практически лишены шансов.

В результате моделирования выяснилось, что в среднем в земных условиях зоны, где высажены деревья, ослабляют потепление, а не усиливают его. Да, они связывают значительное количество углекислого газа. Но деревья отражают в норме не более 20 процентов солнечной энергии, падающей на их листья (часто еще меньше). Напротив, травянистая растительность, тундра или песок отражает несколько десятков процентов солнечной энергии обратно в космос. Поэтому, если пересчитать суммарное влияние посадок деревьев на климат, получается, что медианно оно эквивалентно дополнительным 12 тысячам тонн СО2 на каждый квадратный километр, заросший лесом. То есть в 50 процентах случаев «потепленческое» влияние деревьев было выше отметки в 12 тысяч, а в половине — ниже.

Карта влияния зарастания деревьями и лесопосадок на глобальное потепление. Красные зоны усиливают потепление, синие ослабляют. Характерно, что большинство синих зон приходится на экваториальные леса, где и так уже находится основная часть всех деревьев Земли (там их плотность на гектар леса намного выше, чем в более прохладном климате типа европейского) / © Nature Communications

Крайне интересным оказалось то, что для некоторых условий в моделировании деревья все же не усиливали потепление. Дело в том, что в зонах сухого климата мало облаков, поэтому каждый квадратный метр там получает по паре тысяч (для пустынь — более) киловатт-часов солнечной энергии на квадратный метр. Уменьшение отражающей способности поверхности при посадке деревьев там даже на 10-20 процентов означает увеличение энергетического бюджета Земли на сотни киловатт-часов на квадратный метр в год. Интересно, что такие экстремальные случаи на деле широко встречаются: в Израиле, на окраине пустыни Негев, сажают сосны, а сухие некогда саванны Африки постепенно зарастают кустарником и деревьями.

В зонах экваториального климата из-за большого количества осадков облака закрывают небо основную часть года. Через облака пробивается часто лишь 10 процентов от солнечного излучения в безоблачный день. Поэтому там «потепленческий» эффект от расширения лесов намного слабее, чем в высоких широтах (допустим, в России), где осадков и облачности мало. И на порядок слабее, чем в зонах с сухим тропическим климатом.

Из этого следует, что посадки деревьев в Амазонии, Конго и джунглях Юго-Восточной Азии не усиливают потепление, а в саваннах и северной тундре — напротив, усиливают его чрезвычайно, причем даже если речь идет о широколиственных деревьях. Благо общая доля солнечной энергии, достигающей поверхности зимой в тундре, ничтожна (там короткий световой день или вообще полярная ночь), а летом отражающая способность широколиственных деревьев не сильно отличается от лиственниц.

Авторы работы предложили специальное ПО для расчета того, где деревья сажать «стоит», а где — «не стоит». Однако на практике эффективность такого инструмента может оказаться ограниченной. Дело в том, что самые «охлаждающие» планету лесопосадки возможны только в зонах, где уже растет большинство деревьев нашей планеты. Там же и активнее всего рост населения. То есть, что ни делай, радикально нарастить их количество во влажном экваториальном климате не выйдет.

Серым показано самая консервативная оценка распространения березы четыре-девять тысяч лет назад, когда температуры были равны 2020-м годам и на градус выше, чем до антропогенного глобального потепления. Жирной пунктирной линией показана современная граница ее северного распространения. Севернее этой границы сейчас тундра, но к концу XXI века там снова возникнут леса / © iValery N.Gattaulinh et al.

Напротив: в сухом тропическом климате и тундре деревьев сейчас почти нет. Еще именно там активнее всего происходит процесс глобального озеленения, о котором Naked Science писал ранее. Исходя из того, что восемь-девять тысяч лет назад, в климатическом оптимуме голоцена, леса выходили к Северному Ледовитому океану, а равнинной тундры в континентальной Евразии практически не было, следует ожидать, что в этом столетии экспансия лесов в тундровую зону будет весьма быстрой и массовой. Аналогичные процессы могут пойти в саваннах Сахеля — регионе, где, согласно авторам новой работы, «потепленческий» эффект от деревьев максимален.

Из всего этого можно сделать вывод, что уже до 2100 года естественное распространение деревьев по планете в рамках глобального озеленения должно заметно ускорить потепление в целом.