Иногда в целях упрощения последние два пула объединяют вместе. Любая экосистема одновременно и поглощает, и теряет углерод, поэтому для оценки ее климатического вклада в первую очередь важно, какой поток, на вход или выход, больше.

“Дырявое ведро”

Природоохранная организация “Сьерра Клаб” иллюстрирует данную ситуацию аналогией дырявого ведра (How Forest Carbon Works: The Leaky Bucket Analogy).

Левая часть (Рисунок 1, а)) показывает ситуацию при стандартном ведении лесоуправления. Углерод из атмосферы (капля, капающая из крана) попадает в экосистему и теряется из нее в результате разложения органического вещества организмами или выноса его с поверхностными водами в растворенном или взвешенном виде (вода, вытекающая из дырок в ведре).

С повышением качества лесоуправления (Рисунок 1, б)), размеры дырок в ведре уменьшаются и экосистема теряет меньше углерода. Необходимо понимать, что соотношение между пулами углерода не фиксировано, а постоянно изменяется по мере жизни экосистемы. Углерод входит в состав разнообразных органических и органоминеральных соединений, каждое из которых имеет определенное характерное время «удерживания» углерода.

Так, свежий лиственный опад может быть полностью разложен грибами и почвенными позвоночными и микроорганизмами за один сезон. А вот в почве некоторая часть органического углерода вообще может храниться «вечно», находясь в недоступной для живых организмов форме. «Вечно» тут взято в кавычки, потому что и такой углерод может быть потерян из экосистемы, например в результате значительного изменения климата, эрозии почв после сплошных рубок или катастрофических пожаров.

Почему “молодые” не лучше “старых”?

Иногда приходится слышать, что молодые леса с точки зрения накопления углерода гораздо лучше, чем старые, потому что они быстрее наращивают биомассу (связывают углерод). Вторая часть утверждения отчасти верна, но вывод неверен, так как важно смотреть не только на скорость накопления в моменте, но и на общие запасы накопленного углерода.

Еще в 1990 году с помощью компьютерного моделирования был сделан расчет, как изменятся запасы углерода в лесной экосистеме, если заменить малонарушенные леса на молодые (M.E. Harmon, W.K. Ferrell, J.F. Franklin. Effects on Carbon Storage of Conversion of Old-Growth Forests to Young Forests // Sci, 247 (4943) (1990), pp. 699-702).

Результаты моделирования показали, что общие запасы углерода в экосистеме, в которой была проведена сплошная рубка, и через 200 лет будут ниже, чем в малонарушенной экосистеме. Даже если не учитывать древесину, которая была использована при строительстве зданий, как выброс, общие выбросы углерода в атмосферу оказались выше для участка, где велась заготовка древесины. Расчет баланса массы показал, что за 100 лет в результате замены 5 млн га хвойных малонарушенных лесов на западе штатов Орегон и Вашингтон (США) на лесные культуры дополнительный выброс углерода в атмосферу составил от 1,5 млрд. до 1,8 млрд т.

Как восстанавливается запас углерода после сплошной вырубки?

В обобщенном виде восстановление запасов лесного углерода после сплошной рубки можно проиллюстрировать Рисунками 2 и 3 из публикации Ступак с коллегами (Stupak et al. Recovery of ecosystem carbon pools 35 years after whole-tree and stem-only clearcutting a red spruce – balsam fir forest in north-central Maine, USA // Forest Ecology and Management, Vol. 593, 2025, 122665, ISSN 0378-1127).

На Рисунке 2 показано, как меняются запасы лесного углерода по отдельным пулам в период между двумя сплошными рубками (то есть за один оборот рубки). Видно, что за этот период ни один из пулов не успевает полностью восстановиться.

Ниже на рисунке 3 видно, что с каждым новым циклом лесопользования (оборотом рубки) максимальные общие запасы углерода в лесной экосистеме будут становится все меньше и меньше, хотя это снижение наиболее заметно после первой сплошной рубки в малонарушенном лесу.

В той же работе (Stupak et al., 2025) были проанализированы данные многолетнего эксперимента, в рамках которого часть участков малонарушенных елово-пихтовых лесов (Фото 2) была вырублена и там велись разные хозяйственные мероприятия, а часть – сохранена в исходном состоянии в качестве контроля. Оказалось, что через 35 лет после сплошной вырубки запасы лесного углерода составляли 75-83% от запаса в малонарушенном (старовозрастном) лесу. Т.е. лесная экосистема, в которой ведется лесопользование и лесное хозяйство, не может накопить такое количество углерода, как малонарушенная.

Современные исследования в Швеции

В 2026 году вышла статья (Pascual D. et al. Higher carbon storage in primary than secondary boreal forests in Sweden // Science, 391, 1256-1261 (2026). DOI:10.1126/science.adz8554), которая на обширном статистическом материале проанализировала, как соотносятся запасы углерода в первичных и вторичных лесах для целой страны – Швеции.

В данном случае под первичными лесами понимались старовозрастные леса, обладающие определенными признаками малонарушенности. Горные леса, в силу своей специфики (пониженная естественная продуктивность, маломощные каменистые почвы), были исключены из рассмотрения. Из данных национальных инвентаризаций первичных лесов Паскуаль с коллегами дополнительно отобрали 24 участка, в которых были заложены пробные площади для оценки запасов углерода в разных типах мест обитания.
Помимо запасов живой биомассы (на основе запасов древесины), учитывалась мертвая древесина (Фото 3) – крупномерные сухостойные деревья, высокие пни и валеж.

Данные по запасам углерода в таких лесах были сопоставлены с данными пробных площадей, заложенных в управляемых вторичных лесах в рамках Национальной лесной инвентаризации. Из рассмотрения были исключены леса, которые по своим признакам могли являться старовозрастными, а также малопродуктивные леса, участки охраняемых лесов, а также городские леса. При этом вторичные леса могли иметь как естественное, так и искусственное происхождение (Фото 4). Важно, что запасы почвенного углерода были учтены для слоя 0-100 см (многие подобные исследования, к сожалению, ограничиваются сбором данных по углероду только для верхних почвенных горизонтов). Всего на 23 участках первичных лесов было заложено 218 разрезов, для вторичных лесов были использован данные для 5801 разреза Национальной лесной инвентаризации.

Для сравнения общих запасов углерода в первичных и вторичных лесах были использованы три независимых метода. При методе парного дизайна сравнивались, с учетом особенностей водного режима почв, данные для близко расположенных (не более 50 км друг от друга) участков первичных и вторичных лесов. Два других метода использовали разные типы эмпирических моделей – генерализованные линейные модели и методы случайного леса (random forest). Оценки запасов углерода для сохранившихся первичных лесов, полученные с помощью моделирования, использовались, чтобы предсказать предполагаемые запасы углерода в первичных лесах, которые в настоящий момент являются вторичными. Чтобы уточнить параметры моделей, предсказанные значения запасов для первичных лесов сравнивались с результатами оценок запасов углерода во вторичных лесах и, наоборот, предсказанные запасы для вторичных лесов сравнивались с результатами оценок запасов для первичных лесов.

Все использованные методы показали, что первичные леса Швеции содержат намного больше углерода (суммарно в растительности, мертвой древесине, почве и заготовленной лесной продукции), чем вторичные (Рис. 4). В среднем в первичных лесах углерода было больше на 72% (от 70 до 74% в зависимости от метода). Самое большое хранилище – пул углерода почвы (в слое 1 м). Разница запасов почвенного углерода в первичных и вторичных лесах была самой значительной среди всех пулов и оказалась в 2,7-8 раз выше, чем считалось ранее.

О чем говорят результаты?

С одной стороны, это указывает на важность учета почвенного пула при оценке вклада бореальных лесов в баланс углерода. В настоящий момент этот компонент часто вообще инструментально не измеряется при сборе полевых данных для оценки поглощения парниковых газов лесными экосистемами, например, в рамках Национальной инвентаризации лесов России. Но и в мире ситуация не сильно лучше, так как обычно в рамках таких оценок в лучшем случае учитывается только самый верхний слой почвы.

С другой стороны, результаты исследования еще сильнее подчеркивают важность сохранения малонарушенных (первичных лесов) в их исходном состоянии. Превращение таких лесов в управляемые (т.е. если вести в них лесопользование и лесное хозяйство) будет способствовать увеличению выбросов углекислого газа в атмосферу в долгосрочной перспективе и неизбежно снижать их потенциал как хранилища углерода.

Если выполнение российскими лесами экосистемных функций является не менее важной задачей, чем обеспечение сырьем лесной промышленности, то государственная политика в отношении малонарушенных лесов должна быть кардинально скорректирована, с большим фокусом на их сохранение.