Wzmacnianie pochłaniaczy węgla w Chinach za pomocą przestrzennie zoptymalizowanej strategii zalesiania

Dlaczego kształt lasów ma znaczenie

Sadzenie drzew jest powszechnie postrzegane jako skuteczny sposób spowolnienia zmian klimatu, a Chiny prowadzą jeden z największych programów sadzenia drzew na świecie. Jednak to badanie stawia pozornie proste pytanie: czy ma znaczenie, gdzie dokładnie te drzewa zostaną posadzone? Autorzy wykazują, że nie tylko liczba posadzonych drzew się liczy, lecz także ich rozmieszczenie w krajobrazie decyduje o tym, ile węgla mogą związać. Przemyślając ekspansję lasów tak, by unikać nadmiernie pociętych terenów z wieloma stresującymi krawędziami, Chiny mogłyby znacznie zwiększyć korzyści klimatyczne planowanych zalesień.

Wielkie chińskie przedsięwzięcie sadzenia drzew

W ostatnich dekadach Chiny szybko zwiększyły pokrycie terenu lasami, częściowo by walczyć z burzami pyłowymi, erozją i pustynnieniem. Krajowe programy, takie jak Grain for Green i Pasy Ochronne Trzech Północnych Regionów, pomogły podnieść udział terenów leśnych z około 12% powierzchni kraju w 1979 r. do około 23% w 2019 r. Patrząc w przyszłość, Chiny planują dodać kolejne 49,5 miliona hektarów nowych lasów do 2050 r. w ramach zobowiązania do osiągnięcia neutralności klimatycznej do 2060 r. Dotąd większość planowania koncentrowała się na tym, jak dużą powierzchnię zalesić i które regiony są wrażliwe środowiskowo, a nie na tym, jak układ lasów wpływa na zdrowie drzew i magazynowanie węgla.

Ukryty problem krawędzi lasu

W miarę jak lasy są rozbudowywane w formie łatek, ulegają fragmentacji na wiele małych bloków oddzielonych polami, drogami czy miastami. Tworzy to dużo „krawędzi” – zewnętrzny pas, gdzie las styka się z terenami niezalesionymi. Autorzy przeanalizowali ponad 3 miliony pomiarów drzew z ponad 37 000 działek w całych Chinach i stwierdzili, że drzewa przy krawędziach magazynują znacznie mniej węgla niż drzewa w wnętrzu lasu. Zarówno w lasach naturalnych, jak i zalesieniach biomasa drzew (miara ściśle powiązana z magazynowaniem węgla) rosła systematycznie wraz z odległością od krawędzi. W lasach zalesionych biomasa przy krawędziach była o około 40% niższa niż w lasach naturalnych i wzrastała jedynie nieznacznie w kierunku wnętrza, co sugeruje, że samo dosadzanie drzew przy krawędziach nie rozwiązuje szybko problemu.

Dlaczego krawędzie są trudne dla drzew

Aby zrozumieć, dlaczego lasy przy krawędziach mają niższe zasoby węgla, zespół przeanalizował zapisy zaburzeń i presję ludzką. Stwierdzili, że szkodniki i choroby były głównymi źródłami uszkodzeń, a ich częstotliwość i intensywność gwałtownie wzrastały w miarę zbliżania się do granicy lasu. Pożary i stresy związane z klimatem również stawały się częstsze przy krawędziach. Ślad ludzki – łączona miara dróg, budynków, gospodarstw i zaludnienia – gwałtownie wzrastał od wnętrza ku krawędzi, zwłaszcza w lasach zalesionych. W rezultacie wskaźniki śmiertelności drzew były znacznie wyższe przy krawędziach, podczas gdy zakładanie nowych drzew przebiegało wolniej. Zmiany mikroklimatu wzdłuż krawędzi, takie jak silniejsze wiatry, większe wahania temperatury i suchsze powietrze, dodatkowo osłabiają drzewa. Razem te naciski czynią lasy przy krawędziach mniej stabilnymi i mniej efektywnymi w magazynowaniu węgla.

Projektowanie „mądrzejszej” ekspansji lasów

Zamiast sadzić drzewa gdziekolwiek jest dostępna ziemia, autorzy przetestowali strategię „przestrzennie zoptymalizowaną”, która celowo zmniejsza ekspozycję na krawędzie i łączy łatki leśne. Wykorzystując dane klimatyczne, glebowe, topograficzne i dotyczące przydatności gatunków, wyznaczyli miejsca, w których nowe lasy mają największe szanse przetrwać. Następnie porównali dwie przyszłości: jedną, w której nowe lasy są rozmieszczone losowo w obrębie terenów nadających się pod zalesienie, oraz drugą, w której sadzenie jest zaplanowane tak, by tworzyć większe, bardziej ciągłe bloki z mniejszą liczbą krawędzi. Oba scenariusze wykorzystują tę samą całkowitą powierzchnię do zalesienia i te same typy drzew. Model uczenia maszynowego, wytrenowany na krajowym inwentarzu leśnym, oszacował następnie, ile węgla lasy będą magazynować do roku 2060 w różnych warunkach klimatycznych.

Zyski w węglu i przyrodzie dzięki lepszemu rozmieszczeniu

Zoptymalizowany plan sadzenia przyniósł zadziwiająco lepsze wyniki. Do 2060 r. nowo posadzone lasy według zoptymalizowanego układu zgromadziły około 34% więcej węgla niż te w scenariuszu losowego sadzenia. Gdy policzono zarówno nowe, jak i istniejące lasy łącznie, zoptymalizowany projekt przyniósł 51% większy wzrost magazynowania węgla – dodatkowe 986 milionów ton węgla – mimo że całkowita powierzchnia zalesiona była taka sama. Około połowa tego bonusu wynikała bezpośrednio z redukcji strat związanych z krawędziami; reszta wynikała z lokowania drzew w miejscach o korzystniejszych warunkach środowiskowych. Co ważne, zyskały też lasy istniejące: otoczone dobrze zaplanowanymi nowymi obszarami, ich własne zasoby węgla wzrosły, gdy szkodliwe warunki krawędzi zostały złagodzone, a łatki stały się bardziej połączone.

Co to oznacza dla klimatu i ochrony przyrody

Dla osób niezajmujących się specjalistycznie tematem kluczowe przesłanie jest takie, że sadzenie drzew to nie tylko kwestia wypełnienia pustej przestrzeni zielenią. Lasy uformowane jako wiele małych, izolowanych łatek tracą więcej drzew i magazynują mniej węgla niż lasy zaprojektowane jako większe, połączone bloki. Badanie pokazuje, że zwracając uwagę na kształt lasu i długość krawędzi, Chiny mogłyby znacznie zwiększyć wpływ planowanych zalesień na klimat, jednocześnie poprawiając siedliska dzikiej przyrody i ograniczając rozprzestrzenianie się szkodników i chorób. Innymi słowy, „inteligentne” planowanie lasów może przekształcić tę samą liczbę drzew w bardziej efektywny i odporny pochłaniacz węgla.

Cytowanie: Dong, Y., Yu, Z., Pugh, T. et al. Enhancing carbon sinks in China using a spatially-optimized forestation strategy. Nat Commun 17, 1576 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68288-5

Słowa kluczowe: fragmentacja lasów, sekwestracja węgla, zalesianie, krawędzie lasu, lasy Chin