Устойчивое управление лесными плантациями
"Научный аспект №5-2024" - Экология
УДК 630
Ларина Наталья Владимировна – студент Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета имени С. М. Кирова.
Аннотация: В статье анализируются особенности и аспекты устойчивого управления лесными плантациями. Рассматриваются понятие и сущность устойчивого управления лесами. Отмечается, что выращивание лесных плантаций является эффективным способом сохранения и защиты природных лесных ресурсов. Выявляется влияние биотических и абиотических условий режимов посадки деревьев и управления ими на биоразнообразие лесных насаждений. Приводятся подходы к сохранению и восстановлению биоразнообразия лесов.
Ключевые слова: лесные насаждения, биологическая устойчивость, плантационные леса, устойчивое управление лесами, биоразнообразие.
В период с 1990 по 2016 г. мир потерял около 130 млн гектаров тропических лесов [1]. Вырубка и деградация лесов являются вторыми по значимости факторами, способствующими глобальным выбросам парниковых газов, после сжигания ископаемого топлива. Чтобы свести к минимуму темпы обезлесения и деградации лесов, с 2007 г. ООН ввела схему REDD+, ориентированную на сохранение лесов, устойчивое управление лесами и увеличение запасов углерода в лесах.
Биоэнергетика на основе древесины, когда лесная биомасса, полученная в результате лесохозяйственной деятельности, используется вместо ископаемого топлива, играет важную роль в долгосрочном смягчении последствий изменения климата и обеспечении экологически чистой возобновляемой энергии. Также управляя лесами можно улавливать больше атмосферного углерода, одновременно улучшая другие экосистемные функции [2]. Управление плантационными лесами включает посадку, прореживание и окончательную вырубку. Так, прореживание деревьев обеспечивает получение древесной биомассы для производства биоэнергии и древесины, а окончательная вырубка – древесины для конечного использования и отходов древесной биомассы для биоэнергетики. Помимо этого, управление посадкой деревьев обеспечивает связывание углерода за счёт роста деревьев и сокращение выбросов углерода благодаря снижению вырубки лесов.
Целью работы является изучение особенностей и аспектов исследования устойчивого управления лесными плантациями. Для её достижения был проведён анализ и синтез материалов по экологии и лесоводству, применён системно-структурный подход к рассмотрению ключевых аспектов проблемы исследования.
Выращивание лесных плантаций является эффективным способом сохранения и защиты природных лесных ресурсов [3]. Искусственно реконструированные леса играют решающую роль в улучшении окружающей среды, содействии промышленной реструктуризации и уменьшении нагрузки на поставки древесины. Хотя естественные леса предоставляют более высокие экологические услуги, чем плантации, последние также играют жизненно важную роль, обеспечивая чистый воздух и водозащитные функции. Плантационные леса могут предоставлять большинство лесных экологических услуг, таких как древесные и недревесные продукты, биоразнообразие, эстетика, секвестрация углерода, контроль климата и борьба с эрозией почвы. При этом плантации растут намного быстрее, чем естественные леса, и имеют особую ценность с точки зрения запасов древесины, быстрого распространения леса и сохранения экосистем.
В условиях глобального изменения климата большое значение приобретает экологическая устойчивость лесной биоэнергетики [4]. Так, энергия на основе древесины может поспособствовать значительному сокращению выбросов парниковых газов по сравнению с ископаемым топливом. В то же время крупномасштабное внедрение биоэнергетики может иметь значительные негативные последствия для местного биоразнообразия и экосистем. Возросший спрос на древесину для производства биоэнергии может усугубить нагрузку на лесные экосистемы, которые испытывают влияние прямых или косвенных антропогенных стрессоров, таких как загрязнение окружающей среды, постоянное вмешательство человека и изменение климата.
Под концепцией устойчивого развития понимается удовлетворение нынешних потребностей без ущерба для потребностей будущих поколений [5]. Целью эксплуатируемых лесных плантаций является сохранение здоровья и продуктивности экосистем путём учёта экологических процессов и функций, повышения экономической, социальной и экологической ценности. Устойчивость лесных экосистем во многом зависит от секвестрации углерода в почве и в биомассе, которая улучшает плодородие почвы, смягчает изменение климата, восстанавливает биоразнообразие земель и экосистем [6]. Более здоровые почвы, богатые углеродом, обладают улучшенными физическими, химическими и биологическими свойствами и способны повысить устойчивость человеческого общества к различным кризисам.
Данные исследований показывают, что наиболее биологически устойчивыми являются насаждения естественного и искусственного происхождения на бывших лесных землях [7]. Устойчивость насаждений естественного происхождения, расположенных на бывших сельскохозяйственных землях, ниже в два раза, а насаждений искусственного происхождения – в три-четыре раза.
Режимы посадки деревьев и управления ими могут регулировать воздействие посадок деревьев на биоразнообразие посредством изменения биотических и абиотических условий, таких как [8]:
- Модели плантаций. По сравнению с монокультурными плантациями, смешанные плантации с высоким разнообразием растений обеспечивают более разнообразную пищу и среду обитания для консументов и редуцентов, что может привести к более высокому разнообразию на других трофических уровнях.
- Виды посаженных деревьев. По сравнению с плантациями экзотических видов, плантации местных видов по структуре среды обитания более похожи на девственные леса, поэтому поддерживают более разнообразную флору и фауну.
- Возраст плантаций. Покрытие растительного покрова увеличивается с возрастом плантаций, а большее количество мест обитания и укрытий на стадии старого роста способствует поддержанию большего количества видов.
- Режимы управления. По сравнению с управляемыми, коммерчески ориентированными плантациями, плантации деревьев без управления, ориентированные на восстановление, могут способствовать сохранению дикой природы на лесных плантациях, позволяя развивать более сложную структуру среды обитания.
В совокупности воздействие древесных плантаций на биоразнообразие может варьироваться в зависимости от режима посадки деревьев и режима управления. Достижение целей устойчивого лесопользования при управлении плантационными лесами зависит от правильного выбора и использования типов запасов и методов лесоводства [9]. Так, при вырубке древостоя энергия, ранее улавливаемая пологом, достигает подлеска и почвы, что увеличивает температуру почвы и воздуха. Для недавно посаженных саженцев более высокая температура почвы может положительно повлиять на рост корней, поглощение воды и питательных веществ, а также снизить риск заморозков. С другой стороны, повышенная потребность в испарении и более высокие температуры воздуха могут увеличить риск засухи. Хотя доступность почвенной воды увеличивается, когда деревья удаляются и больше осадков достигает земли, колонизирующаяся растительность конкурирует за воду в зоне укоренения. Функционирование корней недавно посаженных саженцев часто бывает плохим, что может дополнительно усилить воздействие засухи. Помимо этого, быстрые изменения температуры днём и ночью могут привести к повреждению от заморозков. Эти и другие факторы необходимо учитывать, чтобы обеспечить высаженным саженцам доступ к достаточным ресурсам окружающей среды с момента посадки до созревания и максимальную выживаемость, а также соответствие темпов роста целям лесоводства и управления [10].
Подходы к сохранению и восстановлению биоразнообразия зависят от текущего состояния лесных насаждений [11]. В случаях ненарушенных или малонарушенных лесов, которые сохраняют способность к саморегуляции, оптимальным решением является сохранение или восстановление биоразнообразия. Однако вследствие длительного природопользования и прошлых антропогенных воздействий восстановление саморегулируемых экосистем возможно не всегда, в особенности при исчезновении видов животных или растений. В случаях нарушения естественных процессов и динамики экосистем приемлемым является подход, предусматривающий периодическое вмешательство человека для поддержания устойчивого функционирования лесных насаждений.
Таким образом, поскольку глобальные изменения климата, являющиеся сложно предсказуемыми, будут продолжаться, смягчение их последствий и адаптация к ним становится важнейшей глобальной стратегической целью. Для адаптации лесов к климатическим изменениям и смягчению их последствий оптимальным является подход, нацеленный на сохранение малонарушенных или ненарушенных лесов с существующим в них уровнем биологического разнообразия и восстановление биоразнообразия в тех насаждениях, где это возможно, поскольку именно биоразнообразие делает эти экосистемы саморегулируемыми. В случаях, когда восстановление саморегулируемых экосистем невозможно, обеспечение устойчивого функционирования лесных насаждений должно осуществляться с постоянным вмешательством человека.
Список литературы
- Yadanar Y.M., Nophea S., Avishek D., Takuji W.T. Management of plantation forests for bioenergy generation, timber production, carbon emission reductions, and removals. Cleaner Environmental Systems, 2021, vol. 2: 100029. DOI: 10.1016/j.cesys.2021.100029.
- Schroeder H., Gregorio M.D., Brockhaus M., Pham T.T. Policy learning in REDD+ donor countries: Norway, Germany and the UK. Global Environ, 2020, 63: 102106. DOI: 10.1016/j.gloenvcha.2020.102106.
- Farooq T.H., Shakoor A., Wu X., Li Y., Rashid M.H.U., Zhang X., Gilani M.M., Kumar U., Chen X., Yan W. Perspectives of plantation forests in the sustainable forest development of China. iForest, 2021, vol. 14, pp. 166-174. DOI: 10.3832/ifor3551-014.
- Pignatti G., Facciotto G., Incollu G., Maltoni S., Marongiu M., Sperandio G., Verani S., Puxeddu M. Sustainable Forest Management in Radiata Pine Plantations: A Case Study in Sardinia (Italy). Environmental Sciences Proceedings. 2021, 3, no. 1: 51. DOI: 10.3390/IECF2020-07958.
- Giuntoli J., Barredo J.I., Avitabile V., Camia A., Cazzaniga N.E., Grassi G., Jasinevičius G., Jonsson R., Marelli L., Robert N., Agostini A., Mubareka S. The quest for sustainable forest bioenergy: win-win solutions for climate and biodiversity. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2022, vol. 159: 112180. DOI: 10.1016/j.rser.2022.112180.
- Koutika L.-S., Matondo R., Mabiala-Ngoma A., Tchichelle V.S., Toto M., Madzoumbou J.-C., Akana J.A., Gomat H.Y., Mankessi F., Mbou A.T., Matsoumbou T., Diamesso A., Saya A.R., Nzila J.D. Sustaining Forest Plantations for the United Nations’ 2030 Agenda for Sustainable Development. Sustainability, 2022, vol. 14, no. 21: 14624. DOI: 10.3390/su142114624.
- Ермохин М.В., Сазонов А.А., Игнатьев Я.К. Биологическая устойчивость лесов различного происхождения // Труды БГТУ. Серия 1: Лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов. – 2023. – № 1 (264). – С. 49-60. – DOI: 10.52065/2519-402X-2023-264-06.
- Wang C., Zhang W., Li X., Wu J. A global meta-analysis of the impacts of tree plantations on biodiversity. Global Ecology and Biogeography, 2021, vol.31, iss. 3, pp. 576-587. DOI: 10.1111/geb.13440.
- Thiffault N., Lenz P.R.N., Hjelm K. Plantation Forestry, Tree Breeding, and Novel Tools to Support the Sustainable Management of Boreal Forests. Boreal Forests in the Face of Climate Change, 2023, vol. 74, pp. 383-401. DOI: 1007/978-3-031-15988-6_14.
- Daugaviete M., Lazdina D., Bambe B., Lazdins A., Makovskis K., Daugavietis U. Plantation Forests: A Guarantee of Sustainable Management of Abandoned and Marginal Farmlands. Energy Efficiency and Sustainable Lighting – a Bet for the Future, 2020. DOI: 10.5772/intechopen.88373.
- Лукина Н.В. Биоразнообразие и климаторегулирующие функции лесов: актуальные вопросы и перспективы исследований / Н.В. Лукина, А.П. Гераськина, А.В. Горнов, Н.Е. Шевченко, А.В. Куприн, Т.И. Чернов, С.И. Чумаченко, В.Н. Шанин, А.И. Кузнецова, Д.Н. Тебенькова, М.В. Горнова // Вопросы лесной науки. – 2020. – Т. 3, № 4. – С. 1-90. – DOI: 10.31509/2658-607x-2020-3-4-1-90.