Почему сохранение торфяников мира может помочь стабилизировать климат

На фото: Торфяные болота на острове Скай, Шотландия. АЛАН НОВЕЛЛИ / ALAMY STOCK PHOTO

Торфяники составляют 3 процента земного ландшафта, но при этом поглощают большое количество углерода и служат убежищем для удивительного биоразнообразия. Хотя торфяники и топи находятся под растущей экологической угрозой, усилия по защите и восстановлению этих экосистем набирают силу.

Древоточец Aweme (Aweme Borer)- желтовато-коричневый мотылек с полуторадюймовым размахом крыльев. В часто красочном мире лепидоптерологии – изучении мотыльков и бабочек – это нечто не особенно кричащее, но чрезвычайно редкое. На протяжении десятилетий энтомологи считали, что совка обитает в песчаных дюнах и дубовых саваннах на юге Манитобы и в районе Великих озер. Точно никто не знал.  За весь период до 2005 года в четырех, далеко отстоящих друг от друга, местах Северной Америки было найдено только шесть экземпляров этого вида. Многие сомневались, что мотылек еще существует, пока в 2009 году его не обнаружили в болоте на торфяниках в глуши Верхнего Мичигана.

Это был переломный момент для энтомолога Кайла Джонсона. Его охота на данный вид стала интенсивной. Вместо того, чтобы сосредоточиться на песчаных дюнах Верхнего Мичигана и Висконсина, он и его коллеги надели резиновые сапоги, противомоскитные куртки и шляпы от насекомых и начали пробираться через десятки торфяных болот, пройдя почти тысячу миль от Верхнего полуострова Мичиган до восточный Саскачеван. В целом Джонсон и его коллеги провели 123 ночи, ловя бабочек на приманках и ставя сети для поимки свободно летающих взрослых особей. В ходе своих восьмилетних поисков они нашли 59 новых экземпляров Древоточца (Бурильщика) Aweme. Джонсон был обрадован, но не удивлен, учитывая количество редких видов, часто обитающих на торфяниках.

«Торфяники – очень недооцененные экосистемы», – сказал мне Джонсон, когда я присоединился к нему в поисках той же бабочки и других редкостей на болоте в западной Канаде. «Как и многие ученые из других дисциплин, энтомологи не предпочитают проводить экспедиции в других экосистемах, потому что многие из них не верят, что редкие мотыльки и бабочки, а также многие птицы и животные могут найти свой дом на торфяниках».

Квадратный метр канадских торфяников содержит в пять раз больше углерода, чем квадратный метр тропических лесов Амазонки.

Торф – это частично разложившийся растительный материал, который накапливается на протяжении десятилетий, столетий и тысячелетий в условиях кислородного голодания и заболачивания. Болота и топи ( в меньшей степени, накапливающие торф), составляющие всего три процента мирового ландшафта, встречаются по всему миру и крайне важны для всей планеты: в болоте Алакаи на Гавайях, произрастают одни из самых редких растений в мире; в Скалистых горах, торфяники на высоте 10 000 футов являются домом для растений ледникового периода; низменности Гудзонова залива и Сибири, являются двумя крупнейшими хранилищами углерода в мире;  в Центральном Конго, в 2017 году было обнаружено 55000 квадратных миль уникальных по биоразнообразию и запасам связанного углерода торфяников.

Как бы малы не были торфяники, роль, которую они играют в регулировании климата, фильтрации воды, смягчении последствий наводнений и лесных пожаров, а также в качестве убежищ для многих недавно обнаруженных и находящихся под угрозой исчезновения видов, очень велика, что вызывает серьезные вопросы о их продолжающейся деградации, вызванной множеством факторов. К ним относятся изменение климата, лесные пожары, дороги, энергетические проекты, такие как нефтеносные пески Альберты, сбор сфагнового торфа для сельскохозяйственных культур и садов, а также добыча торфа в странах, которые продолжают сжигать его для получения топлива и электроэнергии.

Исследования показывают, что в мире такая эксплуатация осушила, разрушила или привела к деградации торфяники на площади 193 000 квадратных миль. Это больше, чем штат Калифорния. Тем не менее, есть и хорошие новости. Большие участки торфяников мира остаются нетронутыми, а в некоторых странах есть успехи в части их восстановления.

Люди осушают торфяники более тысячи лет, чтобы очистить болота для сельского хозяйства и сжигать торф в качестве топлива. Представление о том, что эти водно-болотные угодья являются источниками болезней, усилило уничтожение торфяных болот, которое продолжается и сегодня,- например в Индонезии, где агробизнес осушает и сжигает обширные площади торфяников для плантаций масличных пальм.

«Люди много говорят о сокращении выбросов за счет посадки деревьев, но немногие говорят о торфяниках, потому что не могут поверить, что что-то настолько маленькое настолько важно», – говорит Дейл Витт, биолог растений из Университета Южного Иллинойса, который давно изучает экосистемы торфяников. . «Нам еще так много предстоит узнать о них. Однако, с учетом скорости уничтожения и деградации торфяников под воздействием человека и меняющегося климата, нам может не хватить времени для их изучения».

Торфяники не имеют себе равных по способности регулировать климат. Один квадратный метр торфяника из низменности Гудзонова залива на севере Канады, второго по величине торфяника в мире, содержит примерно в пять раз больше углерода, чем один квадратный метр тропических лесов Амазонки. По мере того, как теряется все больше торфяников, высвобождается огромное количество углерода, хранящегося внутри. Пожары на сибирских торфяниках в 2020 году выбросили рекордные 244 миллиона тонн углекислого газа.

Ученые крайне обеспокоены тем, что по мере повышения температуры и усиления засухи торфяники могут высыхать с ускоренной скоростью и подвергаться большему количеству лесных пожаров, превращаясь из поглотителей углерода в его источник. Рэнди Колка, почвовед из Лесной службы США, и его коллеги из экспериментального леса Марселл в Миннесоте проводят эксперименты в 10 камерах, предназначенных для имитации того, что произойдет с экосистемами торфяников при различных сценариях изменения климата. Они варьируются условия от нынешних до очень реалистичного повышения температуры воздуха на 4 градуса по Фаренгейту.

Такие страны, как Финляндия, которые традиционно сжигают торф для отопления, вынуждены отказаться от этой практики.

Всего за три года отслеживания изменений в росте растений, уровне воды и торфа, микробной активности, развитии тонких корней и других факторов, контролирующих перемещение углерода в закрытые камерные болота и из них, Колка и его коллеги обнаружили, что участки нагретых болот быстро превращаются из аккумуляторов углерода в источники его выбросов. Даже те болотные участки, которые были умеренно нагреты, теряли углерод в 5-20 раз быстрее, чем это было раньше.

По словам экогидролога Университета Макмастера Майка Уоддингтона, поскольку торфяники представляют собой влажные экосистемы, они «лучшие друзья пожарных», особенно с учетом того, что лесные пожары становятся все более распространенными. Это было подчеркнуто во время исследования, проведенного им и его аспирантами Софи Уилкинсон во время пожара на реке Хорс в 2016 году в районе нефтеносных песков Альберты. С самого начала лесного пожара пожарники были ошеломлены скоростью, с которой огонь перемещался по местности, где обычно преобладали сырые болота и топи. Они не учли, что некоторые из этих торфяно-болотных угодий были осушены в ходе эксперимента по выращиванию деревьев, а толстые слои торфа с преобладанием сфагнового мха, который может удерживать от 16 до 25 процентов влаги от их веса, разложились и высохли. Жаждущие воды насаждения легковоспламеняющейся черной ели в условиях потепления климата иссушили регион.

По словам Уоддингтона, если бы болото не было так сильно осушено, то огонь бы значительно замедлился и пожарные смогли бы лучше его контролировать.

По мере усиления климатических изменений, страны, которые традиционно сжигали торф для отопления домов, вынуждены отказываться от этой практики. В Финляндии, например, есть 60 электростанций, сжигающих торф и обеспечивающих от 5 до 7 процентов потребностей страны в энергии. В прошлом году более 140 000 шведов и 82 000 эстонцев использовали торф для отопления своих домов. Торф удовлетворяет шесть процентов потребностей Ирландии в отоплении. Вероятно много торфа сжигается и в богатых им, отдаленных регионах России.

Некоторые из наиболее богатых стран, сжигающих торф, такие как Ирландия и Финляндия, стремятся уменьшить свою зависимость от него, как от источника энергии. Но бедные страны, такие как Бурунди и Руанда, движутся в другом направлении, потому что у них нет экономических стимулов для перехода на энергию ветра и солнца. В Руанде, где более половины населения живет в бедности, в 2016 году правительство открыло свою первую электростанцию, работающую на торфе, с долгосрочным планом сжигания торфа для выработки 20 процентов электроэнергии в стране. Восемнадцать крупнейших торфяных болот в стране будут осушены ради достижения этой цели.

Торф и мох широко используются фермерами и садоводами в Соединенных Штатах и это еще одна важная причина деградации торфяников. Канада – крупнейший в мире экспортер садового торфа, производящий 1,3 миллиона метрических тонн в год. В настоящее время у Канады нет планов запретить использование этого торфа. Великобритания пообещала сделать это к 2024 году, чтобы достичь своих целей по изменению климата и восстановить биоразнообразие.

Способность торфяников смягчать наводнения была продемонстрирована в 2013 году, когда во время сильного снежного дождя из канадских Скалистых гор хлынули водотоки воды эпических масштабов. «Если бы не горное болото Сиббалд, регулируемое бобрами, и прилегающие леса в районе Кананаскиса, удержавшие значительную часть воды, несколько городов Альберты, включая Калгари, пострадали бы значительно сельнее, чем это случилось», – сказал Джон Помрой, директор Программы глобального водного будущего Университета Саскачевана. Тем не менее, это наводнение по-прежнему было самым сильным наводнением в истории Канады, и его можно было бы ещё больше смягчить, если бы город Калгари не осушил большую часть своих торфяников для городской застройки.

Недавняя потеря торфяников не столь необратима, как сокращение морского льда или таяние ледников.

Ученые только начинают открывать для себя новые роли, которые играют эти влажные экосистемы в части сохранения и восстановления биоразнообразия. Среди них: обеспечение изолированных логовищ гремучих змей массасауга в заливе Джорджиан Бэй, Онтарио; предоставление пищи и убежищ для лесных карибу, находящихся на грани исчезновения; формирование среды обитания, необходимой для повторного появления исчезающих видов, таких как красный волк и кокардовый дятел, на торфяниках национальных заповедников диких животных Аллигатор и Покосин-Лейкс в Северной Каролине.

Ученые продолжают находить высокопродуктивные торфяники в маловероятных местах, таких как чрезвычайно высокие возвышенности Скалистых гор. Такие высокогорные торфяники покрывают только один процент поверхности суши в горах Медвежий Зуб в Вайоминге и один процент в горах Сан-Хуан в Колорадо. Но в каждом случае особая природа этих горных болот играет огромную роль в поддержке насекомых, растений и животных, а также в накоплении воды и углерода. В 18 небольших торфяниках, инвентаризованных в штате Вайоминг, было 32 растения, которым угрожает опасность. Четыре из них, включая небольшую круглолистную орхидею, толокнянку и низкую черничную иву, больше нигде в штате не встречаются.

Дэвид Купер – эколог по водно-болотным угодьям из Университета штата Колорадо, первым начал исследования горных болот. Его исследования привели его в горные районы южных Скалистых гор, Сьерра-Невада, Каскады, Карпаты в Польше и Словакии, к бофедалесам Чили и Перу (бофедалес – торфяник, который образуются и поддерживаются подземными и талыми водами ледников). Купер и его коллеги идентифицировали 1738 торфяников, покрывающих 11000 акров в национальных лесах Ункомпагре и Ганнисон в Колорадо, 90 процентов из которых находились на высоте от 9000 до 12000 футов.

Открытия продолжаются. В 2018 году Патрик Малдован, эколог из Университета Торонто, обнаружил плотоядное растение, питающееся молодыми саламандрами, на торфяниках в провинциальном парке Алгонкин в Онтарио.

«Я путешествовал по миру, изучая торфяники, – говорит геохимик и почвовед из Университета Альберты Уильям Шотык. «Но еще так много предстоит узнать».

Недавняя потеря торфяников не так необратима, как сокращение морского льда или таяние ледников. По оценкам ученых, 80 процентов из четырех миллионов квадратных километров торфяников в мире все еще в основном в первозданном состоянии. Многие из тех, которые разложились, можно легко и экономично восстановить, просто повторно обводнив их после внесения донорских семян, сфагнума и других мхов. С 2010 года Россия делает это с помощью Германии, чтобы остановить распространение неконтролируемых лесных пожаров , особенно в Сибири. Китай успешно сделал это на плато Зойге, самом обширном горном торфянике в мире.

Служба охраны рыбных ресурсов и дикой природы США в настоящее время повторно увлажняет Великое мрачное болото, обширный торфяник на границе Вирджинии и Северной Каролины, который Джордж Вашингтон, вместе с другими, пытался осушить ещё до того, как стал президентом. Более 150 миль дорог, каналов и канав в убежище восходят к временам Вашингтона. Эти и другие нарушения изменили и естественный поток воды, иссушив торф до такой степени, что один удар молнии от грозы может воспламенить его.

«Подобное тлеющее пламя горит так глубоко, что иногда требуется тропический шторм или даже ураган, чтобы его потушить», – сказал гидролог Фред Вурстер из Службы охраны рыболовства и дикой природы США. «Повторное увлажнение стоит того, потому что мы не только уменьшаем количество и силу лесных пожаров, но и уменьшаем наводнения и удерживаем углерод в земле».

В августе Совет индейцев кри Мушкеговук в Северной Канаде подписал меморандум о взаимопонимании с Parks Canada, чтобы выделить 34 749 квадратных миль моря и береговой линии вдоль заливов Гудзон и Джеймс. Если будет создан морской заповедник, это будет первая охраняемая на федеральном уровне территория в Северной Америке, специально предназначенная для частичного сохранения торфяников.

«Для естественного образования торфяников требуется много времени», – говорит Витт. «Мы можем попытаться восстановить их. Но то, что возвращается, часто оказывается не тем, что было изначально. Мы становимся лучше в повторном заселении, но это дорого и сложно из-за высыхания, вызванного изменением климата. Лучшая стратегия – защитить то, что у нас есть ».