Чтобы оценить дополнительные выбросы углерода на опушках леса, ученые UFZ разработали новый подход, который объединяет результаты дистанционного зондирования, экологии и моделирования лесов. Для своего исследования они первоначально смоделировали процентную потерю углерода на границе леса после обезлесения прилегающей территории.Эти потери различных фрагментированных лесных массивов и лесов разного размера были определены в сравнении с большими неизменными лесами в тропических лесах Амазонки и в прибрежных тропических лесах Бразилии Mata Atlantica (Бразильский атлантический лес). В качестве периферийной зоны ученые определили 100-метровую полосу, идущую от опушки леса во внутренний лес.
Последствия для деревьев на вновь созданных опушках известны. Климатические условия значительно меняются: солнечные лучи становятся сильнее, температура повышается, и есть районы, где ветер обеспечивает более эффективную цель. Это означает, что нагрузка на деревья на периферийных участках возрастает.
Особенно отмирают более крупные экземпляры.«Смертность деревьев увеличивается, поэтому они не могут накапливать столько углерода, сколько здоровые деревья в центре леса, в центральной области», — говорит доктор Сандро Путц, главный автор исследования. Чтобы рассчитать эти эффекты деградации, ученые UFZ использовали имитационную модель леса FORMIND.
Это позволяет определить процентную потерю углерода фрагментами леса разного размера. В соответствии с этим процент потерь сохраненной биомассы возрастает обратно пропорционально размеру остальной части леса.
Только при достижении площади леса в 10 000 гектаров процент потерь снижается почти до нуля в зависимости от формы фрагмента леса.Ученые UFZ также использовали спутниковые изображения для анализа пространственного распределения тропических лесов в регионе Амазонки и прибрежных тропических лесах.
Чтобы учесть как можно больше небольших участков леса, они работали с очень высоким разрешением до прибл. 30 метров: «В науке это предел обработки, поскольку объемы данных об Амазонке очень велики», — говорит ученый UFZ, профессор доктор Андреас Хут.
Согласно записям, прибрежный тропический лес, занимающий в общей сложности одиннадцать процентов от его первоначальной площади, занимает всего 157 000 квадратных километров и разделен на 245 173 фрагмента. 90 процентов лесных остатков меньше 100 гектаров, а это значит, что у них очень много опушек. В общей сложности 46 процентов лесов в Mata Atlantica находятся в этих периферийных областях. Это имеет определенные последствия: из-за изменения микроклимата на опушках леса за десять лет теряется более 68 миллионов тонн углерода.
«Это огромная потеря по сравнению с небольшой общей площадью бразильского атлантического леса», — заключает Путц. 3,1 миллиона квадратных километров бразильской части тропических лесов Амазонки состоят из более чем 300 000 лесных фрагментов.
Однако периферийные области составляют лишь около семи процентов всей площади. Это означает, что дополнительная потеря углерода во всем тропическом лесу Амазонки из-за периферийных эффектов составляет прибл. 600 миллионов тонн за десять лет.Исследователи UFZ также впервые подсчитали, насколько этот пограничный эффект повлияет на хранение углерода в тропических лесах по всему миру.
В настоящее время в атмосфере содержится 830 миллиардов тонн углерода. Ежегодно углерод увеличивается на четыре миллиарда тонн.
Четверть этого показателя вызвана вырубкой лесов по всему миру. Поскольку расчеты модели UFZ показывают, что десять процентов лесных площадей в тропиках во всем мире лежат на опушках лесов, эти эффекты деградации приводят к увеличению до 0,2 миллиарда тонн углерода, попадающего в атмосферу в год. Эта доля пока не учтена в расчетах углеродного баланса. «Это забытый процесс глобальной углеродной циркуляции растительности», — заявляет Хут.
Этот аспект не был напрямую включен в расчеты IPCC (Межправительственной группы экспертов по изменению климата). «Однако этот эффект необходимо срочно учитывать», — требует эколог.Результаты ученых УФЗ интересны и с практической точки зрения в политике защиты климата. С одной стороны, имеет смысл требовать минимального размера, по крайней мере, около 10 000 гектаров для лесных островных территорий, поскольку относительная потеря углерода минимальна на краях при таком размере. С другой стороны, периферийные районы, а не внутренние части леса, должны использоваться для лесного хозяйства или сельского хозяйства в будущем, поскольку потеря биомассы на этих территориях не оказывает такого большого влияния.
Это исследование впервые демонстрирует методический способ использования экологических воздействий на небольших территориях для крупномасштабных экологических оценок. Планируются дополнительные исследования.