Великая зелёная стена Китая: эффекты гигантской лесонасаждения и влияние на водный цикл

Дерево берет воду из почвы, вытягивает её к листве, а затем возвращает часть обратно в воздух. Сделайте это с миллионами деревьев, на огромных территориях, в течение двадцати лет — и эта маленькая естественная помпа начнёт сказываться даже на траектории движения облаков. Именно таков был бы сценарий в Китае, где десятилетия лесовосстановления и восстановления степей изменили цикл воды между регионами страны.

Чтобы понять, как это произошло, достаточно обратиться к исследованию, опубликованному в журнале Earth’s Future, которое анализировало изменения в период с 2001 по 2020 год. За эти два десятилетия площадь лесов в Китае увеличилась примерно на 226 тысяч квадратных километров — территория почти столь же велика, как Соединённое Королевство. Тем временем изменилась и структура прерий, посевов и голых земель. И вода двигалась вместе с ними.

Деревья возвращают воду в воздух, и эта вода может путешествовать

Чтобы понять, что произошло, достаточно проследить за одной каплей. Растения поглощают воду корнями и часть её выделяют через крошечные поры на листьях. К этому добавляется та часть, которая испаряется прямо из почвы. Эти два процесса вместе называют испарение транспирацией. Эта вода не исчезает: превращается в пар, поднимается в атмосферу, переносится ветрами и может вернуться на землю в виде осадков даже очень далеко.

По данным исследователей, изменения в растительности Китая в среднем повысили испарение транспирацией примерно на 1,71 миллиметра в год. Осадки также возросли примерно на 1,24 миллиметра. Однако возрождение дождя не во всем местах оказалось достаточным, чтобы компенсировать всю воду, возвращённую в атмосферу. Средний ожидаемый результат — снижение доступности водных запасов примерно на 0,46 миллиметра в год.

Естественно, исследование не утверждает, что в Китае «не хватает» той самой воды в краньях. Учёные рассчитывают доступность воды как разницу между осадками и испарением транспирацией. Таким образом, это баланс естественного водного цикла, воссозданный по данным и моделям, а не уровень водопровода.

Часть воды оказалась на Тибете

Самое интересное раскрывается на карте. Эффекты столь же сильно различаются в разных частях страны. На Тибетском плато водоснабжение, по расчетам, возросло примерно на 0,38 миллиметра в год. В восточной части страны, под влиянием муссона, напротив, оно снизилось примерно на 0,59 миллиметра. Наибольшие потери зафиксированы в северо-западной засушливой части Китая — примерно 1,14 миллиметра в год. Как же регион может терять воду, тогда как другой её получает? Вина за это лежит на ветрах.

Симуляции показывают, что часть влаги, выделяемой растительностью на северо-западе, выносится к Тибету над атмосферной циркуляцией. Учёные оценивают, что изменения в территории того региона способствовали добавлению на тибетское плато примерно 0,52 миллиметра осадков в год. Деревья же остаются на месте. Вода стала заметно меньше.

Это не только про деревья

Однако говорить исключительно о лесовосстановлении было бы упрощением. Исследование учитывает все основные изменения на земной поверхности: леса, степи, пахотные участки, городские территории, голые участки и зоны, покрытые водой.

Одним из самых значимых изменений оказалось преобразование прерий в леса. По расчётам исследования, эта трансформация ежегодно приводила к дополнительным примерно 8,44 миллиардам кубометров испарения транспирацией. Около 5,08 миллиарда возвращались обратно в виде осадков, оставляя чистый баланс около минус 3,36 миллиарда кубических метров. В других регионах, особенно на Тибете и в северо-западе, реабилитация прерий играет более значимую роль.

За этими изменениями стоят огромные государственные программы. Китай на протяжении десятилетий реализует проекты, такие как Grain for Green и Natural Forest Protection Program. Затем гигантская программа Three-North Shelterbelt Forest Program, известная также как «Великая Зеленая стена», начатая в 1978 году для борьбы с опустыниванием, эрозией почвы и песчаными бурями. И да, Великая Зеленая стена не завершена: программа должна продолжаться до 2050 года.

Посадка деревьев остаётся полезной, но нужно выбрать, где и какие

Исследование не даёт простой морали вроде «деревья потребляют слишком много воды». Это был бы слишком упрощённый вывод по сравнению с тем феноменом, который наблюдали учёные.

Новый лес поглощает углерод, защищает почву, может способствовать биологическому разнообразию и изменять микроклимат. В то же время ему нужна вода. Сколько именно воды он расходует и куда та же вода может уйти — зависит от климата, видов растений, почвы и даже направления преобладающих ветров.

Чтобы прийти к этим расчётам, исследователи из Китайского сельскохозяйственного университета, Университета Утрехта, Цинхуа и Тяньцзиньского университета сочетали спутниковые снимки, климатические данные и модель под названием UTrack, способную отслеживать движение влаги в атмосфере. Это, по сути, моделируемая реконструкция. Сами авторы указывают, что не все обмены между растительностью и атмосферой можно представить идеально, и что помимо воды лес влияет на температуру почвы, энергию и движение воздуха.

Практическое следствие менее драматично, чем «посадим миллиарды деревьев — и проблема решена»: в засушливых районах нужно понять, сколько воды действительно доступно, прежде чем решать, где создавать новые леса и какие виды высаживать. Китай продолжит озеленение территорий как минимум ещё два десятилетия. Но после двадцати лет наблюдений ясно одно: когда меняешь ландшафт на гигантском масштабе, движутся не только границы зелени. Движется и вода.