В рамках долгосрочного эксперимента проводятся испытания различных составов древостоя с целью создания наиболее здоровых лесов. Микки Пуллен/Центр экологических исследований Смитсоновского института
Во всем мире люди планируют посадить в этом десятилетии более 1 триллиона деревьев в рамках амбициозной инициативы, направленной на замедление изменения климата и сокращение утраты биоразнообразия. Однако, если судить по опыту прошлого, многие из этих деревьев не выживут. А даже если выживут, они могут превратиться в «биологические пустыни», лишенные богатства и устойчивости здоровых лесов.
Но это не обязательно должно быть так.
Организация Объединенных Наций объявила 2021–2030 годы Десятилетием восстановления экосистем, чтобы стимулировать усилия по восстановлению деградированных экосистем. Посадка деревьев стала центральным элементом этих усилий, поддерживаемых такими инициативами, как «Боннский вызов» и «Кампания «Триллион деревьев»».
Однако многие обязательства по посадке деревьев имеют серьезный недостаток: они слишком сильно полагаются на монокультурные плантации — обширные территории, засаженные только одним видом деревьев.

Роща тополей, выращиваемых в коммерческих целях, высаженных рядами, под которыми практически ничего не растёт. Фото: Mint Images via Getty Images
Монокультурные плантации, как правило, являются прямым путем к производству древесины. Однако эти высокоурожайные посадки сопряжены с высоким риском и могут оказаться на удивление уязвимыми. В случае засухи, нашествия вредителей или лесных пожаров целые монокультурные плантации могут погибнуть одновременно. В одном из примеров почти 90% из 11 миллионов саженцев, посаженных в Турции, погибли в течение трех месяцев из-за засухи и отсутствия ухода.
Леса — это не просто фабрики по производству древесины. Они регулируют водный баланс, аккумулируют углерод, служат местом обитания для диких животных, охлаждают окружающий ландшафт и даже приносят пользу здоровью человека.
Вместо того чтобы делать ставку на один вид и надеяться на лучшее, наука сегодня указывает на более разумный путь, который позволяет получить как экологические, так и экономические выгоды при минимальном риске: это смешанные насаждения, отражающие биоразнообразие естественного леса, что в конечном итоге создает леса, которые растут быстрее и более устойчивы перед лицом постоянных угроз.

В рамках долгосрочного исследования BiodiversiTREE сравниваются лесные участки, на которых произрастают несколько видов деревьев, с монокультурами, состоящими из одного вида. Приведенные здесь результаты показывают, что на смешанных участках (справа) деревья вырастают на 80 % больше, чем в монокультурах (слева), что приводит к формированию более густого полога, создающего более прохладный микроклимат в подлеске, благодаря чему здесь обитают более многочисленные и видовое разнообразные сообщества насекомых, пауков и птиц. Серхио Ибарра/Смитсоновский центр экологических исследований
Мы — экологи, специализирующиеся на сообществах и ландшафтах, из Смитсоновского центра экологических исследований. С 2013 года мы и наши коллеги тщательно проверяем эту идею в рамках крупного эксперимента экосистемного масштаба под названием BiodiversiTREE. Вывод поразителен: деревья в смешанных лесах не просто выживают — они превосходят по росту своих собратьев из монокультур и поддерживают значительно большее биоразнообразие.
Деревья, растущие в окружении разнообразной растительности, становятся больше
Тринадцать лет назад мы объединились с волонтёрами, чтобы высадить почти 18 000 саженцев деревьев на 60 акрах залежных полей на территории Смитсоновского центра экологических исследований, расположенного недалеко от Чесапикского залива.
Мы не сажали только один вид. Мы посадили 16 различных местных видов деревьев из всех слоев древесного сообщества. Некоторые виды были быстрорастущими, некоторые — среднерослыми, а некоторые — медленнорастущими, которые, возможно, не достигнут полного размера в течение столетия или более.
На некоторых участках мы высадили только один вид — однородные ряды одного и того же вида, повторяющиеся снова и снова. Но на других участках были высажены случайные наборы из четырех и двенадцати видов, отражающие средний и верхний уровни разнообразия деревьев в участках наших местных лесов аналогичного размера.
Мы задали простой вопрос: что произойдет, если мы попробуем повторить природу и высадить смесь видов вместо монокультуры?

На снимке, сделанном с помощью дрона, видны некоторые участки проекта BiodiversiTREE, в том числе монокультуры, обозначенные белым цветом, и смешанные насаждения, обозначенные зеленым. Микки Пуллен/Смитсоновский центр экологических исследований
Различия, проявившиеся спустя десять лет, поразительны.
Участки с монокультурами — те, что выжили — напоминают традиционные лесопосадки, которые исторически доминировали на сельских землях на юго-востоке и северо-западе США. Они состоят из рядов высоких, узких деревьев с редкой кроной и практически отсутствующей растительностью под ней.
Участки со смешанными видами, напротив, многослойны, сложны и динамичны: кроны деревьев густо покрыты листвой, а под ними процветает разнообразие растений и животных.
Эти визуальные контрасты отражают реальные экологические выгоды. Деревья, выращенные в смешанных насаждениях, включая важные лесоматериальные породы, такие как тополь и красный дуб, на 80 % крупнее, чем те же виды, выращенные в монокультуре. На смешанных участках было меньше патогенов листьев, обилие сообществ гусениц, служащих пищей для птиц, и повышенное фитохимическое разнообразие в листьях. Мы выдвигаем гипотезу, что эти химические вещества в листьях, некоторые из которых отпугивают животных от их поедания, уменьшили ущерб от обгрызания голодными оленями, что в конечном итоге привело к более высокому росту деревьев на смешанных участках.
Участки с несколькими видами деревьев также имели гораздо более полные и густые кроны, что создавало более прохладные и тенистые условия, способствующие процветанию растений нижнего яруса и поддерживающие на 50 % больше насекомых, пауков и птиц.

Более густой полог лесных участков с 12 видами деревьев, подобных показанному выше, обеспечивает среду обитания для большего числа насекомых и птиц, чем участки с монокультурой. Джон Паркер/Центр экологических исследований Смитсоновского института

Участок с монокультурой платана в рамках проекта BiodiversiTREE обеспечивает незначительное покрытие кронами деревьев. Джон Паркер/Смитсоновский центр экологических исследований
Эта картина не является уникальной для нашего участка. Проект BiodiversiTREE входит в состав TreeDivNet — глобальной сети крупномасштабных экспериментов, охватывающей более 1,2 миллиона деревьев и сотни видов. На разных континентах и в разных климатических условиях результаты одинаковы: леса с разнообразным составом видов, как правило, растут больше, накапливают больше углерода и лучше противостоят стрессу, вызванному засухой, вредителями и болезнями.
Так почему же монокультуры по-прежнему распространены?
Несмотря на десятилетия доказательств, насаждения из смешанных видов на практике остаются относительно редкими. Большинство коммерческих лесохозяйственных предприятий по-прежнему полагаются на монокультуры, и эти плантации учитываются в международных кампаниях по посадке деревьев, направленных на замедление изменения климата и обращение вспять процесса утраты биоразнообразия.
Причины, как правило, носят практический характер: смешанные насаждения могут быть сложнее в проектировании, дороже в создании и труднее в управлении. Важно отметить, что до недавнего времени существовало ограниченное количество доказательств того, что они могут сравниться или превзойти экономическую отдачу традиционных плантаций.

Техник Шелли Беннетт использует GPS с высоким разрешением для разметки участков для эксперимента в Смитсоновском центре экологических исследований в штате Мэриленд. Реган Тодд/Смитсоновский центр экологических исследований
Новый эксперимент в Смитсоновском центре экологических исследований под названием «Функциональные леса» призван устранить некоторые разрывы между наукой и практикой. Мы разрабатываем специально скомпонованные насаждения, чтобы проверить, могут ли определенные сочетания видов приносить экологическую пользу, одновременно обеспечивая древесину и другие услуги, необходимые людям для поддержания процветающей и устойчивой экономики.
Каждый из 20 видов деревьев, участвующих в проекте «Функциональные леса», был выбран для обеспечения одной или нескольких выгод, включая древесину, среду обитания для диких животных, пищу для людей, устойчивость к оленям и климатическую устойчивость. Однако ни один вид не обеспечивает всех этих выгод.
Некоторые из почти 200 участков будут содержать один вид, в то время как другие будут включать тщательно подобранные комбинации из пяти видов, сформированные на основе функций, которые они выполняют. Некоторые участки защищены от обгрызания оленями, в то время как другие остаются незащищенными.

Проект «Функциональные леса» включает деревья с съедобными плодами, такие как папайя (Asimina triloba) — один из 20 различных видов деревьев, которые там высаживаются. Джейми Пуллен/Смитсоновский центр экологических исследований
Сравнивая эти подходы, мы можем проверить, насколько эффективно различные стратегии посадки работают при достижении целого ряда целей — от производства древесины до производства продуктов питания и от сохранения биоразнообразия до обеспечения устойчивости к изменению климата.
У землевладельцев и местных сообществ разные приоритеты: это может быть производство древесины, поддержка дикой природы или создание лесов, способных противостоять изменению климата. Идея проекта «Функциональные леса» заключается в том, чтобы спроектировать посадки, которые могут приносить все эти многочисленные выгоды одновременно, а не оптимизироваться только под одну из них, по сути, используя положительные эффекты биоразнообразия для достижения реальных целей.
Разумное высаживание 1 триллиона деревьев
Ставки высоки. Восстановление лесов стало крупной глобальной инвестицией, на которую ежегодно тратятся сотни миллиардов долларов. Ошибки в этом вопросе означают растрату ресурсов и упущенные возможности для решения некоторых из самых насущных экологических проблем нашего времени.
Если мир собирается посадить триллион деревьев, мы считаем, что этого недостаточно — просто посадить саженцы в землю. Необходимо переосмыслить, каким должен быть лес.
Цель заключается не просто в том, чтобы вырастить деревья. Цель — вырастить леса, которые будут существовать долго.
