Восстановление торфяников в странах с умеренным климатом может стать золотым дном для хранения углерода

6 апреля 1985 года машина для добычи почвы вызвала торфяной пожар недалеко от побережья Северной Каролины в экосистеме, называемой “покосин; . на языке коренных алгонкинов означает «болото на холме».

Пламя быстро распространилось на 95 000 акров (38 400 гектаров) экосистемы торфяников умеренного пояса, которая стала более восприимчивой к огню из-за десятилетий вырубки, осушения и деградации. Высохший торф яростно горел, деревья воспламенялись, дикие животные (включая оленей, аллигаторов и черных медведей) пытались спастись бегством, а небо потемнело от дыма — признак того, что в атмосферу устремился долго хранившийся почвенный углерод.

Спасателям потребовалось шесть дней, чтобы локализовать то, что было названо пожаром на Аллен-роуд. Но это не потушило пожар. Видите ли, торфяные почвы от природы влажные и огнеупорные, а покозиновые почвы были вырыты, осушены и высушены, так что торф продолжал гореть — огонь медленно пожирал тысячелетнюю, уплотненную, когда-то заболоченную растительность.

Это называется низовым пожаром, и пламя на Аллен-роуд продолжало гореть, извергая дым и углекислый газ, еще долго после того, как основной пожар был потушен. 200 морским пехотинцам понадобилось 13 дней, чтобы потушить все наземные пожары.

Но плохие новости давно превратились в хорошие: через пять лет после пожара правительство США создало в этом районе Национальный заповедник дикой природы Покосин-Лейкс. Реагируя на пожар, землеустроители решили начать восстановление вырытых, высохших и теперь частично сгоревших торфяников, чтобы вернуть воду в это «болото на холме», оживив это умеренное торфяное угодье — пример одной из самых богатых углеродом экосистем на планета Земле.

Торфяники умеренного пояса: важные хранилища углерода

Сегодня во многих частях мира биологи, защитники природы и землевладельцы прилагают все усилия, чтобы сделать то же самое, восстанавливая когда-то деградировавшие или даже уничтоженные торфяники умеренного пояса, чтобы превратить их обратно в массивные поглотители углерода.

Торфяники, давно называемые «пустошами», являются самой ценной наземной экосистемой на планете с точки зрения связывания углерода. В настоящее время они покрывают только около 3% суши планеты, но содержат больше углерода (около 600 миллиардов метрических тонн), чем вся наземная растительность вместе взятая. Фактически, они хранят в два раза больше углерода, чем во всех умеренных и тропических лесах Земли. (Ученые продолжают открывать массивные, давно скрытые тропические торфяники .)

На протяжении веков человечество вело войну против торфяников, ошибочно считая их и другие водно-болотные угодья источником « миазмов» . », невидимых болезнетворных паров, образующихся от гниющей растительности. Так вот, люди активно уничтожали их, неосознанно превращая хранилища драгоценного углерода в его источники.

В то время как сегодняшние нетронутые торфяники естественным образом устойчивы к огню, те, которые были высушены, выделяют углерод потоком при горении. Вот почему восстановление торфяников приобрело такое большое значение в последние десятилетия: восстановление поврежденных торфяников все чаще рассматривается как средство увеличения поглощения атмосферного углерода.

Проект Pocosin Lakes, реализуемый уже несколько десятилетий, является одним из крупнейших проектов по восстановлению водно-болотных угодий в 48 нижних штатах США. Но, несмотря на все это, его успех малоизвестен.

Постепенное возвращение болота холм

«На самом деле это три компонента», — говорит Говард Филлипс, описывая медленную эволюцию восстановления в Национальном заповеднике дикой природы Покосин-Лейкс (PLNWR), где он был менеджером заповедника с 2001 по 2020 год, когда вышел на пенсию. «Вы должны понять, что было с самого начала, как это было изменено, а затем как мы пытаемся обратить это изменение вспять». То, что было сделано здесь, может служить образцом для восстановления торфяников умеренного пояса во всем мире.

За тысячи лет до того, как Колумб прибыл в Америку, торфяной ландшафт pocosin создавался слой за слоем по мере того, как растительность росла, умирала и опускалась обратно в заболоченную среду. Там он никогда полностью не разлагался и, следовательно, захватывал и удерживал углерод давно умершего органического материала. Земля стала губчатой, даже плавучей из-за пропитанной водой почвы под ней, и этот регион стал домом для уникальных видов животных и растений, обитающих на торфяниках. Сегодняшний PLNWR защищает одну из немногих сохранившихся диких популяций красного волка ( Canis rufus ).

Торфяники Северной Каролины сильно изменились из-за прибытия европейцев. Сначала колонизаторы изучили ландшафт. Затем, в 1840-х годах, они заставили рабов попытаться осушить озеро Пунго, но попытка не удалась.

Позже местные фермеры построили сложную сеть каналов, которую Филипс называет «гениальной», чтобы осушить болото на холме. По словам Филлипса, фермеры воспользовались очень пологим уклоном торфяника — всего 6 футов высоты, на 6 миль. Это как положить монету под один конец 20-футовой доски, — говорит Филлипс, — чтобы сделать его пригодным для выращивания сельскохозяйственных культур и домашнего скота. . В конце концов их система каналов и канав осушила 40 000 акров (16 200 га).

Поселенцы, конечно же, понятия не имели, что выпускают на волю углеродного монстра.

Чтобы «обратить изменение вспять», Филлипс руководил своими сотрудниками PLNWR в течение 19 лет, пытаясь построить столь же гениальную гидрологическую систему для возврата воды в болото на холме на уровне, имитирующем естественную систему.

Филипс, который остается региональным представителем некоммерческой Национальной ассоциации заповедников дикой природы, говорит, что самое простое решение — перекрыть все старые каналы — было бы невозможно, потому что это привело бы к затоплению земель владельцев соседних участков.

— А мы не можем делать такие вещи. Вместо этого, сказал он, «мы придумали план, который максимально точно имитирует естественные гидрологические условия, которые вы найдете в покосине в этой сильно измененной системе».

Команда Филлипса установила в существующих каналах щитовые стояки, чтобы улучшить управление уровнем воды. Обычно используемые для орошения, стояки с защитными панелями представляют собой водопропускные трубы, в которые можно вставить деревянные доски, чтобы перекрыть воду на различных желаемых уровнях.

«Затем мы выяснили, какая высота доски будет соответствовать высоте воды в ландшафте», — объясняет Филлипс, сравнивая процесс с террасным фермерством. «По сути… вы не даете воде опускаться слишком низко… Мы просто поднимаем эту [потерянную] воду обратно на этот холм, вплоть до вершины». Ландшафтные реставраторы обнаружили, что самый верх покосина можно довольно легко намочить, просто заткнув водостоки.

«Вероятно, это была самая близкая к естественно функционирующему покозину вещь, которая была у нас на посевах. Это было довольно круто», — с гордостью говорит Филлипс. Работа, начатая в 1990-х годах, заняла десятилетия не потому, что требовалось так много времени, а из-за непостоянного финансирования.

«Мы получили немного денег и немного поработали. А затем мы получаем немного денег в следующем году и делаем еще немного… Нам потребовалось много времени, чтобы собрать финансирование, верно?» — вспоминает Филипс. «Если бы вы занимались этим сейчас, учитывая [неотложность] изменения климата… вы, вероятно, могли бы получить финансирование и сделать все сразу».

Реставрация продолжается и сегодня на Покосинских озерах. Некоторые районы были полностью восстановлены и вступили в стадию управления, но Венди Стэнтон, нынешний менеджер Pocosin Lakes, говорит, что более 10 000 акров торфяников все еще нуждаются в восстановлении.

Североамериканские речные выдры ( Lontra canadensis ). Изображение Беверли Микинс/FWS (1) Мать-енот ( Procyon lotor ) и ее четыре детеныша. Изображение Беверли Микинс/FWS (2).

Восстановление Страны Потоков в Шотландии

/Страна Потоков – это большое холмистое пространство торфяников и заболоченных земель в Кейтнессе и Сазерленде на севере Шотландии./

Ни один из торфяников умеренного пояса мира не похож на другой. И ни один проект реставрации не выглядит одинаково, хотя из каждого можно извлечь уроки.

Примерно в 4000 милях (6400 км) от покосинов Северной Каролины находится Страна Потока на севере Шотландии. В настоящее время Страна Потоков претендует на статус объекта всемирного наследия, она представляет собой 1500 квадратных миль (3900 квадратных километров) торфяников и водно-болотных угодий, считающихся крупнейшим сплошным болотом в Европе (болото определяется как торфяник, питаемый в основном дождевыми, а не грунтовыми водами) .

В отличие от большей части торфяников в Англии, Ирландии и остальной части Шотландии, Страна Потока не была сильно затронута сельским хозяйством или вырубкой дерна и добычей садового торфа. Этот регион оставался относительно нетронутым до 1980-х годов.

«Торфяные угодья вызывали относительно небольшой интерес», и  были недооценены в Великобритании, что парадоксальным образом привело к катастрофическому решению правительства, — объясняет Ричард Линдсей, руководитель отдела экологических и природоохранных исследований в Исследовательском институте устойчивого развития Университета Восточного Лондона.

«В 1980-х годах государственная налоговая система под названием «Схема субсидирования лесного хозяйства» использовалась получателями суперналогов, такими как [рок-н-ролльная] группа Genesis, для закладки огромных участков дешевой земли исключительно по налоговым причинам», — говорит Линдсей.

Дешевая земля, конечно же, означала собственность, исторически считавшуюся пустырем: уклоняющиеся от уплаты налогов обратили свое внимание на торфяники, потому что это была самая дешевая недвижимость на рынке. «Никто не мог сделать с ней ничего финансово целесообразного», — говорит Линдсей, и в течение нескольких лет богатые британцы засадили деревьями 190 000 гектаров (470 000 акров) торфяников, в том числе 67 000 га (166 000 акров) в Стране Потоков. И, как указывает Линдсей, «деревьям», многие из которых не были местными и не подходили для этой земли, «не нужно было выживать, чтобы пожинать налоговые льготы».

Идет восстановление: торфяник Гоу Мосс в Шотландии через год после повторного заболачивания. Фото ФЛС. (1) Восстановление шотландских торфяников путем вырубки экзотических деревьев, посаженных для уклонения от уплаты налогов. Фото ФЛС (2)

Чтобы посадить эти экзотические хвойные деревья, в основном сосну скрученную ( Pinus contorta ) и ель ситхинскую ( Picea sitchensis ), лесникам сначала пришлось построить канавы для осушения торфяников, тем самым ухудшив и уничтожив их истинную экологическую ценность и ценность хранения углерода.

В конце концов ученые и активисты во главе с Королевским обществом защиты птиц (RSPB) убедили правительство исправить свою ошибку. В 1988 году власти приняли меры для защиты нелесных частей Страны Потока и отменили налоговые льготы.

Но это ничего не сделало для того, чтобы обратить вспять ущерб, уже нанесенный торфяникам, теперь засаженным борющимися с трудностями чужеродными деревьями. Изменения произошли в этих нарушенных торфяниках только тогда, когда правительство Великобритании осознало жизненно важную роль торфяников в борьбе с изменением климата.

В 2020 году шотландское правительство вложило 250 миллионов фунтов стерлингов (320 миллионов долларов) в восстановление торфяников, в том числе в Flow Country, с целью восстановления 250 000 гектаров (618 000 акров) торфяников к 2030 году. Эта инициатива стала частью обязательства Шотландии «помочь достичь чистого нуля [выбросов углерода] к 2030 году», — говорит Аманда Опхоф, национальный советник по торфяным угодьям в правительственном департаменте лесного хозяйства и земель Шотландии.

При достаточном финансировании по всей Великобритании началось восстановление торфяников. В Стране Потока хвойные деревья были вырублены и либо оставлены гнить, либо мульчированы, либо удалены. Стоки были забиты, что позволило восстановить уровень грунтовых вод. Наконец, землеустроители приступили к сложной задаче по сглаживанию контуров земли, которая была вспахана или покрыта борозды, которые проложили, чтобы облегчить посадку деревьев.

«Мы узнали, что иногда требуется особое внимание к перепрофилированию [топографии], чтобы хребты снова начали превращаться в функционирующие торфяники», — сказал главный научный сотрудник RSPB Дэвид Дуглас.

Несмотря на все эти усилия, защитники природы признают, что Шотландии предстоит пройти долгий путь, прежде чем Страна Потока и другие торфяники страны будут полностью восстановлены. Более 60 000 гектаров (148 000 акров) одной только Страны Потока сегодня остаются засаженными чужеродными деревьями.

Восстановление нефтеносных песков Канады

Немногие страны могут превзойти Канаду по запасам торфа. Она имеет одни из самых больших сохранившихся и нетронутых торфяников на Земле площадью более 1,2 миллиона км2 (463 000 квадратных миль) — площадь размером примерно с Южную Африку.

Хорошая новость заключается в том, что в Канаде «площадь поврежденных торфяников составляет гораздо меньший процент от площади суши, чем в большинстве стран», — говорит Джонатан Прайс, профессор Университета Ватерлоо в провинции Онтарио.

Канада  запустила амбициозные проекты восстановления, в значительной степени финансируемые садоводческой промышленностью, которая занимается добычей торфа для садоводства. «Они уже восстановили 74% своей площади», — говорит Лайн Рошфор, профессор Университета Лаваля в Квебеке, специализирующийся на торфяниках.

Но, возможно, наиболее известными являются несколько проектов по восстановлению торфяников, запущенных в западной Канаде в попытке восстановить земли, разрабатываемые промышленностью нефтеносных песков (также известной как добыча битуминозных песков), которая добывает битум или тяжелую сырую нефть из лесных и водно-болотных угодий, а также  торфяников.

Прайс говорит, что такие проекты являются скорее «рекультивацией», чем «восстановлением, поскольку после того, как добыча полезных ископаемых завершится, нечего «восстанавливать». По словам Прайса, около половины площади нефтеносных песков Атабаски в провинции Альберта занимают болотистые торфяники,  в основном питаемые грунтовыми, а не дождевыми водами.

«Было всего два пилотных проекта по проверке концепции рекультивации нефтеносных песков обратно в торфяники», — говорит Прайс. Он указывает на Никаноти Фен, водно-болотное угодье площадью 32 гектара (79 акров), воссозданное корпорацией Suncor, работающей на ископаемом топливе. Другой проект, Sandhill Fen, занимает 57 гектаров (141 акр). По словам Прайса, чтобы восстановить утраченные экосистемы, рабочие должны реконструировать водно-болотные угодья с нуля, построив систему стоков, которая перемещает сброс грунтовых вод в торфяные залежи, взятые с других вычищенных территорий.

Прайс, разработавший концептуальный дизайн для Nikanotee Fen, говорит, что перестроенное болото в настоящее время накапливает углерод и содержит многие виды растений, соответствующие этой природной среде. «На водный баланс сильно влияет спроектированная система стока грунтовых вод», — говорит он. «И он остается постоянно влажным [сегодня] даже в более сухих, чем обычно, условиях».

Он добавляет, что выщелачивание натрия из хвостов горнодобывающей промышленности остается проблемой, но реставраторы считают, что избыток натрия будет вымыт из экосистемы в течение 30 лет после восстановления торфяников. Работа над Nikanotee Fen завершилась в 2012 году.

«Цель Nikanotee Fen состояла в том, чтобы создать торфяник, аккумулирующий углерод, с репрезентативным набором видов растений, устойчивым к прогнозируемым стрессовым факторам, включая изменение климата», — объясняет Прайс. «Важной задачей является оптимизация строительства для снижения затрат».

По закону корпорации по добыче нефтеносных песков в Альберте должны вернуть ландшафту некоторый эквивалент того, что было утрачено. К сожалению, отмечает Прайс, «не было предпринято никаких новых попыток» рекультивации торфяников из нефтеносных песков после работ на Никаноти и Сандхилл из-за затрат на пилотные проекты.

Изменение климата — растущая угроза для торфяников

Все положительные новости о восстановлении торфяников сдерживаются осознанием экспертами обостряющейся проблемы: изменение климата само по себе ставит под угрозу торфяники мира. Они опасаются, что усиливающаяся жара и засуха могут привести к высыханию нетронутых торфяников, превратив поглотители углерода в источники.

Нарушенные торфяники наиболее уязвимы для нашего жаркого мира. «Торфяники в деградированном состоянии испытывают более неустойчивые колебания уровня грунтовых вод в течение сезонов, что снижает способность удерживать воду внутри торфа», — говорит советник правительства Шотландии Офхоф. «Это приведет к дальнейшему окислению торфа» мертвой растительности, что приведет к увеличению выбросов углерода.

Но реставрация продолжает оставаться способом борьбы с этой проблемой: «В мире, где происходит потепление, приоритетом является как можно более быстрое восстановление деградировавших территорий», — говорит шотландский ученый Дуглас. И гонка продолжается: он указывает, что даже после восстановления торфяникам требуется несколько десятилетий, прежде чем они снова превратятся из источника в хранилище  углерода.

Важно отметить, что, по словам английского исследователя Линдси, влажные, здоровые торфяники могут быть одной экосистемой, самой устойчивой  в мире к стрессу, вызванному изменением климата. Он предлагает основные образцы древних торфяников в качестве доказательства, демонстрирующего, как эти экосистемы пережили экстремальные климатические явления.

«Мы обнаружили, что торфяники были удивительно устойчивыми, постоянно откладывая торф на протяжении тысячелетий и пережив много климатических сдвигов», — говорит он. «Они могут сделать это, изменив состав растительности, образующей торф, с одного, подходящего для очень влажных условий, на другой, подходящий для более сухих условий, и наоборот, с помощью ряда элегантных, но надежных систем обратной связи».

Прайс отмечает, что некоторые типы торфяников, вероятно, будут более устойчивыми, чем другие, а их выживаемость будет зависеть от местных условий. Болота, поскольку они питаются дождями и снегопадами, могут быть особенно уязвимы для сильной засухи. Но «те, что в более влажных районах, могут продолжать существовать как болота в случае более сухого климата», — говорит он, в то время как «те, что существуют в более маргинальном климате, могут высохнуть до такой степени, что это ухудшит их функции».

С другой стороны, в болотах, которые зависят от грунтовых вод, изменения в местных растительных сообществах могут происходить только по мере ухудшения климата. Если они потеряют достаточное количество грунтовых вод, то могут высохнуть, а если вода вернется вернуться к прежнему состоянию

Хотите иметь лучший природный буфер против изменения климата? Восстановите поврежденные торфяники сейчас, и сделайте это быстро, говорят эксперты.

Пожар Эванс Роуд

1 июня 2008 года удар молнии вызвал еще один пожар в Национальном заповеднике дикой природы Покосин-Лейкс. Этот пожар, известный как Evans Road Fire, горел не две недели, а месяцы.

«Когда огонь становится таким большим и опасным, единственный выход — затопить его», — сказал Кейб Спири, лесничий по пожарной безопасности из Лесной службы Северной Каролины. Чиновники и пожарные PLNWR перевезли миллиарды тонн воды из близлежащих озер и каналов для тушения низового пожара, который распространил дым и загрязнение воздуха по всему региону.

Последний огонь не могли потушить семь месяцев. Сгорело 42 000 акров (17 000 га). Летний пожар произошел во время самой сильной засухи в истории Северной Каролины, подчеркнув связь между экстремальными погодными явлениями, вызванными изменением климата, и угрозой торфяным экосистемам.

Это были «шести-восьми месяцев моей жизни, которые я никогда не верну», — вспоминает Говард Филлипс, который в то время был управляющим заповедником. Однако он считает, что сегодня, после десятилетия , заповедник лучше подготовлен ​​к таким угрозам.

«Вы восстановите гидрологию… то получите такого большого, интенсивного и продолжительного пожара. Вы сможете сдержать или потушить его намного быстрее», — говорит Филлипс. Он также отмечает, что унция профилактики стоит фунта лечения: на борьбу с пожаром на Аллен-роуд в 1985 году ушло около 19 миллионов долларов, в то время как, по оценкам Филлипса, он почти за 20 лет потратил всего около 1,5 миллиона долларов на восстановление торфяных болот.

Карта, показывающая границы трех крупных лесных пожаров на полуострове Памлико-Альбемарле в восточной части Северной Каролины, включая пожар на Аллен-роуд в 1985 году и пожар на Эванс-роуд в 2008 году, оба из которых сожгли значительную часть торфяников Покосин. Изображение из InciWeb/NC Forest Service.

«Это действительно хорошая окупаемость ваших инвестиций, если бы вы могли просто избежать одного из этих больших пожаров, всего одного. И я думаю, что мы, вероятно, так и сделали», — добавляет Филлипс. 

Филлипс говорит, что уровень воды в покосинах все еще падает во время засушливых периодов, но не так сильно, как когда территория была осушена.

То же самое было обнаружено в Шотландии: когда в мае 2019 года в стране Потока вспыхнул пожар. По словам Офхоф, он легко распространился по ландшафту, который был покрыт лесом, но замедлился, когда достиг недавно восстановленных торфяников.

«Вновь заболоченный торфяник был покрыт пушицей, что указывало на высокий уровень грунтовых вод, что делало его менее благоприятным для распространения огня», — говорит Опхоф. Это еще одна очень веская причина для восстановления торфяников: они могут действовать как естественные противопожарные полосы в эпоху пожаров, усиливающихся из-за изменения климата.

Филлипс подчеркивает необходимость дальнейшего восстановления PLNWR и надеется, что правительство предоставит для этого финансирование. Восстановление торфяников в убежище «не получило той известности, которую, по моему мнению, должно было иметь», — говорит он. «И это потому, что мы не пошли и не попытались получить все деньги сразу. Мы просто продолжали работать и работать над этим».

Изображение баннера: Черный медведь стоит на берегу и смотрит на четырех тундровых лебедей в воде в Национальном заповеднике дикой природы Покосин Лейкс. Изображение Беверли Микинс/FWS.