Duże drzewa jako magazyny węgla w lasach a zasada 21 cali.

Praca naukowa, opublikowana w Frontiers In Forests and Global Change wykazuje że starsze drzewa o dużej średnicy (używam dalej słowo pierśnica – TC) przechowują nieproporcjonalnie duże ilości węgla w porównaniu z mniejszymi drzewami, co wskazuje na ich znaczenie w łagodzeniu zmian klimatycznych.

Naukowcy zbadali nadziemne składowanie węgla w drzewach o dużej pierśnicy (> 21 cali lub> 53,3 cm) na terenach National Forest w stanach USA Oregon i Waszyngton. Okazało się, że pomimo zaledwie 3% ogólnej liczby drzew na badanych powierzchniach, duże drzewa gromadzą 42% całkowitego węgla nadziemnego w tych ekosystemach leśnych.

Aby zbadać związek między pierśnicą drzewa a nadziemnym magazynowaniem węgla w lasach na wschód od Cascades Crest (pasmo górskie https://pl.m.wikipedia.org/wiki/Góry_Kaskadowe – TC) naukowcy wykorzystali równania specyficzne dla gatunku, tak aby powiązać pierśnicę i wysokość drzewa z nadziemną biomasą w pniu i gałęziach, biorąc pod uwagę, że połowa tej biomasy w  drzewie składa się z węgla.

Zbadali również, jaki jest udział dużych drzew w całych drzewostanach, obliczyli ich całkowite nadziemne składowanie dwutlenku węgla oraz opisali potencjalne konsekwencje wynikające z usunięcia tych dużych drzew dla przyszłych praktyk gospodarki leśnej.

Badanie wykazało również, że drzewa o pierśnicy > 76,2 cm (30 cali) stanowiły tylko 0,6% wszystkich stojących drzew, ale magazynowały ponad 16% całkowitej ilości węgla nadziemnego w badanych lasach.  Gdy drzewa osiągnęły duży rozmiar, wtedy każdy dodatkowy przyrost średnicy powodował znaczący wzrost całkowitych zapasów węgla w drzewie:

– Dodanie nowego pierścienia do obwodu dużego drzewa i jego gałęzi każdego roku oznaczy że ten pierścień zawiera dużo więcej węgla niż pierścień małego drzewa – mówi David. J. Mildrexler, główny autor opisywanej pracy. Pozwolenie na zachowanie i dalszy wzrost dużych drzew jest bardzo ważne dla zmian klimatycznych, ponieważ tworzą one w sobie  zapasy węgla i pochłaniają dwutlenek węgla z atmosfery przy bardzo niskich albo żadnych kosztach.

O jakie pozwolenie chodzi?

Praca zespołu dr. Dawida J. Mildrexlera jest jedną z pierwszych prac naukowych, podejmujących obronę osławionego przepisu „ 21-inch diameter rule 1994” który obowiązuje  w lasach regionu północno-zachodniego Pacyfiku w USA (Pacific Northwest region of the US, PNW), właśnie w stanach Oregon i Waszyngton, obronę z punktu widzenia klimatycznego i wagi pochłaniania oraz magazynowania węgla.

Zasada 21 inch diameter została wdrożona w celu spowolnienia utraty dużych, starszych drzew i starych obszarów leśnych w lasach US National Forest na wschód od Cascades Crest i oznacza zakaz wycinania drzew o pierśnicy przekraczającej 21 cali czyli 53,3 cm.

Granica 21 cali była i jest dalej teoretyczną granicą, po przekroczeniu której drzewo zaczyna spełniać bardzo dużą rolę ekologiczną i powinno pozostać w lesie. Zaczęła ona obowiązywać od roku 1995 i po 25 latach planuje się podwyższenie granicy 21 cali (53,3 cm) do 30 cali (76,2 cm) w pomiarze pierśnicowym drzewa.

Te proponowane poprawki umożliwiłyby potencjalnie powszechne pozyskiwanie dużych drzew o pierśnicy od 21 do 30 cali, co miałoby poważne konsekwencje dla dynamiki węgla i ekologii lasu.  Dr David J. Mildrexler podkreśla:

-Duże drzewa stanowią niewielki odsetek drzew w lesie, ale odgrywają niezwykle ważną rolę w całym ekosystemie leśnym i wiele unikalnych funkcji, które pełnią, wymagają  setek lat, aby je zastąpić.

Jego badania podkreślają znaczenie ochrony istniejących dużych drzew i wzmocnienia reguły 21 cali, tak aby dodatkowy węgiel mógł się w nich dalej gromadzić a same drzewa mogły stać się efektywnymi magazynami węgla.

Jest to jedna z najskuteczniejszych krótkoterminowych opcji stabilizacji zmian klimatu i zapewnienia innych cennych usług ekosystemowych, mówi David J. Mildrexler

-Wielkie drzewa są podstawą różnorodności biologicznej i odporności lasu. Wspierają bogate zbiorowiska roślin, ptaków, ssaków, owadów i mikroorganizmów, a także działają jak gigantyczne wieże ciśnień, które czerpią z zasobów wód gruntowych i chłodzą nasze  planeta przez parowanie.

I dodaje:

-Istnieje rzeczywista potrzeba monitorowania stanu lasów wykraczającego poza to, co robi służba leśna w swoich pracach inwentaryzacyjnych, dlatego społeczności lokalne mogą odgrywać dużą rolę w dostarczaniu obywatelskich danych naukowych dotyczących życia lasów, przyczyniając się lepszego życia takich społeczności i do łagodzenia zmian klimatu.

Dlaczego określiłem zasadę 21 cali jako osławioną?

Z prostej przyczyny, z uwagi na skalę gorących dyskusji jakie wywoływała i wywołuje ona dalej w amerykańskim środowisku leśno-przyrodniczym.

Jest oczywistym że zasada ta oznacza ograniczanie wycinki drzew o pierśnicy ponad 21 cali przez gospodarkę leśną, chociaż o jej efektywności można wątpić czytając w pracy dr. Mildrexlera o ilości, tylko 3-procentowej, takich drzew w badanych drzewostanach Oregonu i Waszyngtonu.

Urząd państwowy United States National Forest opublikował na początku tego roku swoistą białą księgę na ten temat. opisującą jego złożoność.

Czytamy:

„Zasada 21 cali”, opracowana w 1994 roku jako część tzw. „Ekranów po stronie wschodniej” („East-side Screens”) została wdrożona w celu spowolnienia utraty dużych, starszych drzew i starych lasów.  Takie drzewa i lasy mają wyraźne wartości ekologiczne i społeczne, co znajduje odzwierciedlenie w powszechnym użytkowaniu dzikiej przyrody i publicznym poparciu dla ich ochrony.

Ograniczenia średnicy, takie jak reguła 21 cali, zastosowane do wszystkich gatunków drzew, nie pozwalają jednak leśnikom na działanie w oparciu o postęp naukowy osiągnięty w ciągu ostatnich 25 lat.  Niniejsza biała księga przedstawia syntezę tej wiedzy.

Zasada 21 celi została pierwotnie opracowana jako celowy sposób zachowania drzew grubych i potencjalnie starych w lasach gospodarczych z ich planowanymi i przeprowadzanymi pracami pozyskania drewna. Aby rozwinąć zasadę, użyto w praktyce jako substytut wieku drzewa granicę w postaci pierśnicy drzewa.  Powodem był prosty fakt że w roku 1994 pomiar wieku drzew był procesem znacznie wolniejszym niż pomiar średnicy drzew.

Wiadomo było oczywiście że niektóre stare drzewa mogą być małe, a niektóre duże drzewa mogą być młode, ale US National Forest zdecydował się użyć wskaźnik pierśnicy zamiast wieku drzewa, aby chronić większość starszych drzew.

Od tego czasu dokonano znacznych postępów w ekologii krajobrazu, ekologii pożarów, klimatologii, leśnictwie oraz naukach społecznych i ekonomicznych związanych z rolą dużych i starych drzew we wschodnich krajobrazach leśnych.

Kluczowe ustalenia obejmują niedawne badania pokazujące, że starsze drzewa (ponad 150 lat), zwłaszcza te należące do gatunków wczesnego lasu wtórnego (early seral forests) wnoszą ważne wartości ekologiczne, które nie występują u młodszych dużych drzew.

Inne ustalenia pochodzą z ocen krajobrazu i badań historii pożarów, które dostarczyły wiedzy na temat zmienności częstotliwości i intensywności pożarów w różnych typach lasów, dynamiki krajobrazu i tego, jak działa odporność krajobrazu.

W warunkach zmian klimatycznych będą ciągle zachodzić zaburzenia nimi spowodowane, prowadząc do rozszerzających się zmian w strukturze lasu i składzie gatunkowym. Proaktywna gospodarka leśna może być pomocna w ułatwieniu niektórych zmian.

Raport analizuje również znaczące zmiany społeczno-gospodarcze, które zaszły na północno-zachodnim Pacyfiku w ciągu ostatnich trzech dekad, a także sposób, w jaki wartości ludzkie związane ze starymi drzewami i lasami ulegają niuansom i ewoluują.

Ogólnie rzecz biorąc, ostatnie badania podkreślają znaczenie rekreacyjnego i gospodarczego wykorzystania lasów narodowych po wschodniej stronie USA. Krytyczną rolę dla tego przeglądu odegrała  rosnąca rola nauk społecznych i ich zdolność do łączenia się z naukami biofizycznymi i ekologicznymi w celu uzyskania bardziej holistycznego zrozumienia ekosystemów podtrzymujących życie.

Zasada 21 cali nie zapewnia ochrony starszym, ale mniejszym drzewom, które mogą odgrywać ważną rolę ekologiczną.  Nie pozwala też na usuwanie młodych, ale dużych drzew tolerujących cień, które nie są przystosowane do powtarzających się cykli pożarów i rozwinęły się w okresie ich przerw. Zachowanie takich drzew w drzewostanie może być niezgodne z pożądanymi przyszłymi warunkami zalecanymi przez nową naukę o adaptacji lasu do klimatu i pożarów.

Zasada 21 cali nie pomaga również w zarządzaniu złożonymi systemami społeczno-ekologicznymi, w których ważna jest skala, informacje zwrotne i wartości kulturowe starych drzew.  Sama średnica drzewa jest niewystarczającą wskazówką do odnawiania i zarządzania krajobrazami pod kątem odporności na zmiany klimatu i związane z nimi stresy.

Skoncentrowanie się na pojedynczej skali (pierśnica drzewa) nie obejmuje rozważań dotyczących drzewostanu (w ramach heterogeniczności obszarów leśnych) i skali krajobrazu (mozaika sukcesji lasów), które są kluczowe dla osiągnięcia wielu celów ekologicznych i społecznych.

W takie rozważania wchodzą:

-Gatunki drzew, różnica między gatunkami odpornymi na cień i ogień oraz potrzeba dostosowania struktury i składu lasu do klimatu i pożarów.

-Wiek drzewa z punktu widzenia wartości ekologicznych i społecznych.

-Przestrzenne wzorce dużych i starych drzew w obszarach leśnych, lokalnym krajobrazie i krajobrazie regionalnym.

-Metody hodowlane odpowiadające zadaniu przywracania i utrzymania pożądanej mozaiki lasu.

-Położenie i kontekst krajobrazu z uwzględnieniem topografii, warunków edaficznych, cyklu pożarów, zmieniającego się klimatu i relacji z topografią.

-Produktywność gleby i terenów, analiza odporności na suszę i zmieniające się warunki niedoboru wody i ewapotranspiracji, analiza warunków dobrego tempa wzrostu, warunków odporności na mróz i szkodniki, na pożądany urodzaj nasion do ponownego odnowienia, na przystosowanie się drzew do zmieniających się cykli pożarów.

-Potrzeby rodzimych gatunków dzikich zwierząt i innej różnorodności biologicznej.

-Strategie minimalizowania inwazyjnych roślin podczas zabiegów gospodarki leśnej.

-Krótkoterminowe i długoterminowe zagrożenia dla zdrowia lasów ze strony suszy, owadów i patogenów.

-Wartości społeczne wpływające na poczucie miejsca przez ludzi, gatunki ważne dla kultury, możliwości rekreacji i inne wartości ludzkie związane z dużymi i starymi drzewami.

-Potencjalna sekwestracja dwutlenku węgla przez lasy, ponowne zalesianie w odpowiednich miejscach.

-Wartości ekonomiczne, rola dochodów ze ścinki dużych drzew w innych działaniach związanych z odnowieniem lasu; istnienie lokalnych tartaków mogących obrabiać duże drzewa;  właściwe wykorzystanie administracji leśnej w przypadku dużego pozyskania drzew w celu ułatwienia ponownych inwestycji  w odnowienie lasu.

-Wartości oparte na współpracy, prowadzenie efektywnej i trwałej współpracy i procesów konsultacyjnych, wypracowanie wspólnej wizji podejmowania decyzji dotyczących zarządzania dużymi i starymi drzewami, budowanie i utrzymywanie zaufania wśród interesariuszy.

Reguła obejmująca wszystkie takie czynniki nie jest możliwa do osiągnięcia, biorąc pod uwagę złożoność i zmienność lasów i krajobrazów oraz ich szybko zmieniającą się dynamikę.

Menedżerowie i decydenci często proszą o zasady, wskaźniki i standardy, które pomogą im skuteczniej zarządzać ekosystemami dla różnych wartości.

Jeśli jednak zasady, wskaźniki i normy są albo zbyt proste, albo zbyt szczegółowe (np. zasada 21 cali, reguła 80 lat drzewostanu jako wieku rębności dla Northwest Forest Plan, stałe szerokości dotyczące stref ochronnych przy ciekach wodnych), mogą stać się one przeszkodą w skutecznym spełnieniu wielu ewoluujących celów ekosystemu i przy uwzględnianiu warunków lokalnych.

Aby były naukowo uzasadnione i skuteczne, reguły muszą zazwyczaj uwzględniać wiele kryteriów, wiele skal przestrzennych i ekologicznych oraz zróżnicowanie ekologiczne lub geograficzne.  Muszą być wystarczająco elastyczne, aby radzić sobie ze złożonymi systemami, które różnią się w czasie i przestrzeni oraz aby radzić sobie z niepewnością i brakiem wiedzy, które są nieodłącznym elementem naszego zrozumienia gatunków i ekosystemów.

Względy społeczne i polityczne często prowadzą do przyjęcia prostych i konkretnych zasad lub norm, które są łatwe do zrozumienia, zmierzenia i zakomunikowania, ale trudne do zmodyfikowania.  To napięcie między złożonością a prostotą jest zawsze obecne w połączonych systemach społeczno-ekologicznych.

Jednak, z naszego doświadczenia w stosowaniu nauki o ekosystemach w polityce PNW (Pacific Northwest region of the US) jasno wynika, że ​​uproszczone zasady i normy będą z czasem generować niezamierzone konsekwencje, sprawiając, że zarządzanie odpornością na zmiany klimatu i inne zagrożenia będzie trudniejsze niż  dla wielu usług ekosystemowych.”

Starałem się skrótowo omówić leśną białą księgę dotyczącą lasów stanów Oregon i Waszyngton w USA , zakładając że podobne uwagi mogą znaleźć czytelników wśród polskich leśników, przyrodników i ekologów.

Ilość argumentów za wprowadzeniem nowej zasady 30 cali, ujętych w białej księdze,  powinna poniekąd cieszyć przyrodnika i ekologa, jako dowód nie wprost na to, że ścinanie drzew grubych staje się czynnością bardzo skomplikowaną, nie tylko z punktu widzenia technicznego.

Natomiast ochota do ich ścinania przejawiana cały czas przez leśnika jest przygnębiająca, zwłaszcza w kontekście kariery drewna klejonego, nie wymagającego kłód i dłużyc o rozmiarach średnicy 21 czy 30 cali.

David J. Midrexler przyłącza się swoją pracą do klimatologów stawiających na zachowanie w lasach drzew dużych jako tanich i skutecznych magazynów węgla. Wchodzi tutaj w sojusz w przyrodnikami, zakładając że takie drzewa pozostaną dalej w lesie jako drewno martwe, przyczyniając się do różnorodności biologicznej w lesie.

Leśnicy swoją białą księgą udowadniają że duże drzewa niekoniecznie muszą być stare i dopasowane przyrodniczo i ekologicznie do rodzimych ekosystemów, nie poruszają jednak w istotny sposób tematu pochłaniania i magazynowania CO2. Chociaż projekt przesunięcia granicy dużych drzew do pierśnicy 30 cali już sam w sobie jest deklaracją wrogą pozostawianiu takich drzew w lesie.

Myślę że polskie nauki leśne stać na opracowanie podobnej białej księgi, w której przedstawiona będzie złożoność tematu zachowania dużych czy starych drzew lesie z punktu widzenia leśnika, przyrodnika, ekologa, klimatologa, biofizyka, socjologa i innych. Materiału, już przecież gotowego, nie brakuje w pracach Narodowego Programu Leśnego, odłożonego w roku 2016 do archiwum przez kierownictwo organizacji zarządzającej polskimi lasami państwowymi, Lasy Państwowe.

To pokazuje, nawiasem mówiąc, stopień zależności, teoretycznie niezależnej polskiej nauki leśnej, od organizacji Lasy Państwowe.

Czytając amerykańskie rozważania na ten temat uderzył mnie ich zakres, w zasadzie obejmujący kilkuletnie wyższe studia leśne z naciskiem na ekologię i społeczne funkcje lasu.

Zasady 21 cali nie ma oczywiście w polskim leśnictwie, ale badania zespołu dr. Dawida. J. Mildrexlera o wadze pochłaniania CO2 i gromadzenia węgla przez drzewa o pierśnicy ponad 52,5 cm mogą być argumentem do zachowania w polskich lasach nie tylko drzew o wymiarach pomników przyrody ale również tych będących kandydatami na pomniki.

Bo zabawiając się w geometrię i wykorzystując wzór 2 · π · r, to mamy obwód drzewa przy pierśnicy 21 cali – 167 cm a przy 30 calach już 239 cm.

Może polscy leśnicy wprowadzą taką kategorię drzew do swoich Planów Urządzenia Lasów, mimo zastrzeżeń i uwag dotyczących wad uproszczonych zasad i norm?

Zdjęcie: pixabay