Усиление углеродных поглотителей в Китае с помощью пространственно оптимизированной лесонасаждения

Почему форма лесов имеет значение

Посадка деревьев широко рассматривается как мощный способ замедлить изменение климата, и Китай реализует одну из крупнейших в мире программ по посадке деревьев. Но в этом исследовании поставлен на первый взгляд простой вопрос: важно ли, где именно появляются эти деревья? Авторы показывают, что значение имеет не только сколько деревьев посажено, но и как они расположены в ландшафте — это определяет, сколько углерода они смогут захватить. Переосмыслив расширение лесов так, чтобы избегать чрезмерно расчленённых массивов с большим количеством стрессированных краёв, Китай может существенно увеличить климатические выгоды от планируемых насаждений.

Крупная кампания Китая по посадке деревьев

За последние несколько десятилетий Китай быстро увеличил покрытие лесами, частично чтобы бороться с пыльными бурями, эрозией и опустыниванием. Национальные программы, такие как «Зерно ради зелёного» и Защитный лесный пояс «Трёх северов», помогли повысить долю лесов с примерно 12% территории страны в 1979 году до около 23% к 2019 году. В перспективе Китай планирует добавить ещё 49,5 млн гектаров новых лесов к 2050 году в рамках обязательств по достижению углеродной нейтральности к 2060 году. До сих пор планирование в основном касалось того, какую площадь засадить и какие регионы экологически уязвимы, но не того, как расположение лесов влияет на здоровье деревьев и запас углерода.

Скрытая проблема краёв леса

Когда леса расширяются лоскутно, они фрагментируются на множество небольших блоков, разделённых полями, дорогами или городами. Это создаёт много «краёв» — пограничной полосы, где лес встречается с незалесённой территорией. Авторы проанализировали более 3 миллионов измерений деревьев с более чем 37 000 участков по всему Китаю и обнаружили, что деревья возле краёв запасают намного меньше углерода, чем деревья в глубине леса. В как естественных, так и искусственных лесах биомасса деревьев (показатель, тесно связанный с хранением углерода) увеличивалась по мере удаления от края. В насаждениях биомасса у краёв была примерно на 40% ниже, чем в естественных лесах, и лишь слабо росла к внутренней части, что указывает на то, что простая посадка большего числа деревьев по краям не решает проблему быстро.

Почему края вредят деревьям

Чтобы понять, почему леса у краёв беднее по содержанию углерода, команда изучила записи о возмущениях и давлении человека. Они обнаружили, что вред от вредителей и болезней был ведущим фактором повреждений, причём их частота и интенсивность резко возрастали по мере приближения к границе леса. Пожары и стрессовые факторы, связанные с климатом, также становились более распространёнными у краёв. Индекс антропогенного воздействия — совокупная мера дорог, построек, ферм и плотности населения — резко повышался от внутренней части к краю, особенно в искусственно посаженных лесах. В результате смертность деревьев была значительно выше у краёв, тогда как восстановление (установление новых деревьев) шло медленнее. Микроклиматические изменения вдоль краёв — более сильные ветры, большие колебания температуры и более сухой воздух — дополнительно ослабляют деревья. В совокупности эти факторы делают прикрайние леса менее стабильными и менее эффективными в хранении углерода.

Проектирование «умного» расширения лесов

Вместо того чтобы сажать деревья везде, где найдётся земля, авторы протестировали «пространственно оптимизированную» стратегию, которая целенаправленно снижает воздействие краёв и объединяет лесные участки. С использованием данных о климате, почвах, топографии и пригодности видов они наметили, где новые леса с большей вероятностью будут процветать. Затем они сравнили два варианта будущего: один, где новые леса размещаются случайно в пределах пригодных территорий, и другой, где посадки организованы так, чтобы создавать большие, более непрерывные блоки с меньшим количеством краёв. В обоих сценариях используется одинаковая общая площадь посадок и те же типы деревьев. Модель машинного обучения, обученная на данных национальной лесной инвентаризации, была использована для оценки того, сколько углерода леса будут хранить до 2060 года при разных климатических условиях.

Прирост углерода и пользы для природы от лучшей планировки

Оптимизированный план посадок дал поразительно лучшие результаты. К 2060 году новые насаждения в рамках оптимизированной схемы хранили примерно на 34% больше углерода, чем при случайных посадках. Если учитывать и новые, и существующие леса вместе, оптимизированный дизайн дал на 51% больший прирост углерода — дополнительно 986 миллионов тонн углерода — несмотря на то, что общая площадь лесов оставалась той же. Приблизительно половина этой добавки возникла непосредственно за счёт уменьшения потерь, связанных с краями; остальная часть — за счёт размещения деревьев в более благоприятных экологических условиях. Важно, что выгоду получили и существующие леса: окружая их продуманно спланированными новыми насаждениями, их собственное хранение углерода увеличивалось по мере смягчения вредных прикрайних условий и повышения связности участков.

Что это значит для климата и охраны природы

Для неспециалиста ключевое послание состоит в том, что посадка деревьев — это не просто заполнение пустого пространства зеленью. Леса, устроенные в виде множества небольших, изолированных фрагментов, теряют больше деревьев и хранят меньше углерода, чем леса, спланированные как большие связанные массивы. Это исследование показывает, что, обращая внимание на форму лесов и длину краёв, Китай мог бы значительно усилить климатическое воздействие своих планируемых лесов, одновременно улучшая среду обитания диких животных и уменьшая распространение вредителей и болезней. Иначе говоря, «умное» планирование лесов может превратить одно и то же количество деревьев в более мощный и устойчивый углеродный поглотитель.

Цитирование: 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

Ключевые слова: фрагментация лесов, секвестрация углерода, лесонасаждение, края леса, леса Китая