На 15 % эффективнее, чем ель или пихта. Лучший поглотитель углерода на Урале — сосна

Сосна лучше секвестрирует (удаляет углекислый газ из атмосферы и запечатывает его) углерод, чем ель или пихта, выяснили биологи УрФУ. К такому выводу специалисты пришли в результате исследований лесов карбонового полигона «Урал-Карбон». Данные собирали и анализировали на протяжении четырех лет. Работа проводится при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.

«На Урале леса — основные поглотители углекислого газа. Они связывают газ и вводят его в состав органических веществ. Эти органические вещества могут быть представлены свободными сахарами, которые используются в процессе дыхания. В таком случае углекислый газ возвращается в атмосферу. Во-вторых, вещества могут включаться в сложные органические вещества и становиться своего рода запасами, которые рано или поздно растения используют для роста и дыхания. И, в-третьих, органические вещества могут переходить в структурные компоненты клеток, которые сохраняются на протяжении всей жизни деревьев, запечатывая таким образом углерод в древесине. И даже если древесину разрушают трутовые грибы, превращая ее, к примеру, в труху, углерод все равно сохраняется в древесине и не возвращается в атмосферу», — рассказывает заведующая кафедрой экспериментальной биологии и биотехнологий УрФУ Ирина Киселева.

Углекислый газ откладывается во всех частях деревьев. И, если через 4–6 лет деревья сбрасывают хвою, которая со временем разлагается в почве и возвращает углекислоту в атмосферу, то древесина может запечатывать углерод на сотни лет, добавляют физиологи растений. Основные компоненты древесины — целлюлоза и лигнин.

«На долю лигнина в сухой массе стволов у хвойных растений Урала приходится от 30 % до 50 %. Целюлозы в биомассе зрелых хвойных деревьев около 40 %. Наименьшая доля лигнина — в побегах ели, немного больше лигнина накапливает пихта, а наибольшее содержание этого вещества мы обнаружили у сосны. То есть сосна ежегодно запасает на 15–20 % больше углерода, чем ель или пихта. Поэтому сосна на Среднем Урале обладает лучшей способностью к секвестрации углерода», — поясняет заведующий лабораторией молекулярной и клеточной биотехнологии УрФУ Александр Ермошин.

Крайне важно — сосна является лучшим секвестратором и в условиях меняющегося климата, добавляют ученые. Эксперименты биологов УрФУ показали, что на повышение температуры сосна реагирует лучше, чем ее хвойные «родственники».

«Исследование показало, что реакции видов хвойных на изменение факторов среды в модельных экспериментах неодинаковы. В условиях роста температуры и концентрации углекислого газа в атмосфере сосна лучше фотосинтезирует, а с учетом ее способности к запасанию углерода в практически неразлагаемом лигнине молодые сосновые леса будут эффективным стоком углерода в экосистеме Среднего Урала», — заключает Ирина Киселева.

Отметим, в работе биологи изучали характеристики фотосинтетического аппарата и потенциальной секвестрационной способности побегов основных деревьев лесов Среднего Урала: ель, пихта, сосна. Секвестрационная активность деревьев была определена по накоплению биомассы побега и по соотношению фотосинтетических (хвоя) и гетеротрофных (стволы) тканей побегов. Характер изменений массы хвои и стволов у деревьев был однотипным: в первый год жизни побега масса хвои была значительно больше, чем масса стволов, но с возрастом масса стволов росла сильнее, чем хвои. За четыре года быстрее всего биомассу накапливали побеги сосны, тогда как ель и пихта имели в 1,3–1,5 раза меньшую биомассу.

Напомним, деревья активно поглощают углекислый газ в процессе роста, особенно в молодом возрасте. Затем они сохраняют углерод в биомассе (стволы, ветви, корни) десятки и сотни лет. Даже после гибели дерева (если его не сжигать) древесина долго разлагается и возвращает углерод постепенно. Если же деревья использовать, например, в строительстве, то углерод остается запертым еще на десятилетия.

Справка: карбоновый полигон — это участок природных ландшафтов, где отрабатываются методики учета эмиссии и депонирования парниковых газов. В феврале 2021 года Министерство науки и высшего образования РФ запустило пилотный проект по созданию на территории регионов России карбоновых полигонов для разработки и испытаний технологий контроля углеродного баланса. Программа карбонового полигона Свердловской области «Урал-Карбон» была утверждена летом того же года.
Карбоновый полигон Свердловской области состоит из двух основных участков: на территории Коуровской астрономической обсерватории УрФУ и Уральского учебно-опытного лесхоза Уральского государственного лесотехнический университета. Оба участка карбонового полигона площадью ~300 га представлены относительно малоизмененными таежными лесами.
Сегодня участниками проекта «Урал-Карбон» являются Уральский государственный лесотехнический университет, Уральский федеральный аграрный университет, Институт экологии растений и животных УрО РАН, Институт промышленной экологии УрО РАН, Институт математики и механики УрО РАН, Ботанический сад УрО РАН.

На фото: газоанализатор. Он позволяет измерять дыхание растений и уровень поглощения углекислого газа. Фото: пресс-служба УрФУ.

Источник: УрФУ