Уроки восстановления лесов Средиземноморья

Алеппские сосновые леса в Сьерра-де-Бурете, регион Мурсия (Испания). Wikimedia Commons, CC BY

Добейтесь восстановления экологии на территории размером с Китай к 2030 году. Такова цель Десятилетия восстановления экосистем ООН (2021-2030 гг.) – глобальной инициативы по восстановлению деградировавших экосистем и борьбе с изменением климата. При этом будет обеспечен лучший доступ к воде и продовольствию, а также увеличено биоразнообразие.

В связи с этим появилось множество проектов по восстановлению лесов, таких как «Инициатива миллиарда деревьев», цель которой – посадить огромное количество деревьев по всему миру. Однако самое главное – не просто посадить их, а обеспечить их выживание и рост. Для этого необходимо выбрать подходящие виды для каждого места и убедиться, что они смогут противостоять изменению климата.

Вызов для средиземноморских лесов

В Средиземноморье усиление жары сказывается как на естественных, так и на посаженных лесах. В условиях недостатка воды и повышения температуры деревьям становится трудно выполнять свою работу, например, накапливать углерод, улучшать качество воздуха и перерабатывать питательные вещества из почвы.

Если мы не примем меры в связи с антропогенным изменением климата, эти проблемы могут усугубиться и привести к сокращению и гибели лесов и, как следствие, к ухудшению состояния природных ресурсов, необходимых для нашего выживания и благополучия.

Средиземноморские деревья живут долго, но им трудно приспособиться к стремительным изменениям окружающей среды. Когда мало воды и очень жарко, они обычно закрывают свои стоматы (маленькие поры в листьях, которые позволяют им усваивать атмосферный углерод в процессе фотосинтеза). Это помогает им не терять воду, но при этом листья перегреваются, и деревья испытывают трудности с фотосинтезом. Если они не могут должным образом осуществлять этот процесс, в ходе которого солнечный свет преобразуется в энергию и сахара для роста, они не могут оставаться здоровыми и расти так, как должны.

Стоматы это микропоры на нижней стороне листьев, которые могут находится в открытом и закрытом положении. Их основные функции: регуляция газообмена и потери воды в листьях. Ракель Хуан Овехеро и др. Изменено с изображения Freepik.

Кроме того, для выживания деревьям необходимы питательные вещества из почвы (такие как фосфор, азот и калий). Азот способствует фотосинтезу и росту, фосфор помогает  использовать полученную энергию, а калий контролирует воду внутри клеток растения.

Без них растения не смогут хорошо расти. Когда стоматы закрываются из-за нехватки воды, поток питательных веществ из почвы в листья уменьшается, что еще больше снижает рост растений и увеличивает вероятность их гибели в более сухую погоду.

Поэтому при выборе деревьев для проектов восстановления лесов в подверженных засухе средиземноморских экосистемах с малоплодородными почвами важно выбирать виды, способные противостоять дефициту воды и питательных веществ, что обеспечит их долгосрочный успех.

Эксперименты в общем саду

Эксперименты в общих садах – это места, где в одинаковых климатических и почвенных условиях выращиваются различные виды или образцы, имеющие разное географическое происхождение. Они важны, поскольку помогают изучить, как растения реагируют на такие проблемы, как недостаток воды или питательных веществ, в однородных условиях окружающей среды.

Кроме того, их можно выращивать в местах с климатическими условиями, схожими с теми, которые ожидаются в других регионах в результате изменения климата, например, в более сухих и теплых районах, чем обычно для изучаемых видов. Это позволяет нам понять, как экосистемы могут справиться с новыми сценариями.

В Гранаде мы провели несколько экспериментов в общих садах, чтобы изучить, как сосны и дубы, которые являются очень важными деревьями в лесах Средиземноморья, приспосабливаются к экстремальным условиям.

В частности, мы посадили молодые деревья разных видов или географического происхождения, дали им расти в одинаковых условиях окружающей среды и через несколько лет взяли образцы их листьев и измерили их рост, чтобы оценить их выживание и развитие.

В одном из таких опытов мы посадили четыре вида сосен, произрастающих на Пиренейском полуострове, в районе, имитирующем климатические условия, которые можно ожидать в средиземноморских среднегорных районах в ближайшие десятилетия. Мы выбрали сосну алеппскую, сосну каменную, сосну шотландскую и сосну ларицио.

Мы обнаружили, что сосны сидячие и ларицио выживают гораздо лучше, когда мы орошаем их летом. Однако они плохо использовали воду, и в их листьях наблюдался дефицит питательных веществ.

Сосна алеппская, напротив, оказалась гораздо более устойчивой к летнему водному стрессу, чем другие виды, и смогла достичь адекватного питательного состояния, не нуждаясь в орошении. Это подтверждает, что она является отличным вариантом для проектов по восстановлению лесов в самых засушливых и жарких районах Средиземноморья в условиях современного сценария антропогенного изменения климата.

Эксперимент в обычном саду с четырьмя различными видами сосен. Ракель Хуан Овехеро и др.

Выносливые дубы

В ходе другого эксперимента мы высадили в общем саду 240 саженцев дуба остролистного, происходящих из четырех регионов Пиренейского полуострова с разным климатом (более холодным и влажным или более сухим и теплым).

Мы были удивлены, увидев, что эти деревья обладают большой способностью справляться с экстремальными климатическими условиями, независимо от их географического происхождения, благодаря их большой способности регулировать количество воды, которое они используют и которое они теряют через стоматы своих листьев.

Кроме того, мы обнаружили, что фосфор является очень важным питательным веществом для дубов, так как он помогает им более эффективно использовать воду и расти. Поэтому мы предлагаем использовать фосфорные удобрения в проектах по восстановлению лесов в засушливых районах с низким плодородием почвы, чтобы помочь им лучше противостоять изменению климата.

Эксперимент в обычном саду с дубами. Ракель Хуан Овехеро и др.

Не ограничиваясь посадкой

Эти эксперименты показали нам, что недостаточно посадить большое количество деревьев. Очень важно правильно выбрать виды, сорта и географическое происхождение, которые лучше всего подходят для каждой среды. Таким образом, мы гарантируем, что деревья, посаженные сегодня, смогут расти здоровыми и сильными в будущем, вносим вклад в восстановление средиземноморских лесов и помогаем решать проблемы, связанные с изменением климата.