Слоны прореживают лес и таким образом помогают ему накапливать больше биомассы, а значит и связывать больше углерода из атмосферы. К такому выводу пришли ученые, которые сравнив состояние участков леса со слонами и без них. Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience.
Травоядная мегафауна (крупные звери тяжелее одной тонны) играла очень важную роль в жизни экосистем, но сейчас трудно представить, насколько важную — за последние 10000 лет почти вся она вымерла. Впрочем, исследования последних лет предполагают, что, к примеру, тундра стала мерзлой, почти бесплодной пустыней из-за гибели мамонтов и шерстистых носорогов. До этого на месте привычного арктического пейзажа были луга, поросшие злаками, а не мхи.
Слоновые — один из редких примеров живущих сегодня представителей мегафауны. Фабио Бердзаги из Тосканского университета и его коллеги из Франции, Бразилии и США изучили, как слоны влияют на среду, в которой живут, на примере лесного слона Loxodonta cyclotis в Центральноафриканской Республике и Республике Конго.
Ученые сравнили леса Амазонии и Центральной Африки, и увидели, что при схожем климате и почве между ними есть различия. Так, амазонские леса более густые (около 600 деревьев на гектар против африканских 426), деревья в них не такие толстые (около 25 сантиметров в диаметре против 31) и накапливают меньше биомассы (260–340 тонн на гектар, а африканские — 360–430 тонн на гектар). Ученые предположили, что дело в слонах, ведь в Америке нет ни слонов, ни других животных, сопоставимых с ними.
Чтобы проверить свое предположение, авторы исследования использовали модель Ecosystem Demography 2, которая умеет вычислять изменения растительных сообществ и делать прогнозы изменений обмена углерода, воды и энергии между землей и атмосферой. Модель учитывает разные размеры растений, их конкуренцию за ресурсы, естественную смерть и случайные происшествия, приводящие к гибели растений. Ученые ввели в модель еще один параметр — смерть растений из-за действий слонов, которые часто трутся о стволы, топчут и ломают молодые деревья диаметром меньше 30 сантиметров. Для этого ученые использовали результаты наблюдений за поведением слонов и их воздействием на лес. Присутствие слонов тоже было разным — ученые составили прогнозы при низкой (0,25), средней (0,5 — 2, нормальные плотности в природе), высокой (3–4) и экстремальной (5) плотности слонов в особях на квадратный километр.
Результаты моделирования показали, что благодаря действиям слонов лес действительно меняется. Он накапливает на 77 процентов больше биомассы при средней плотности слонов и на 43 процента больше при высокой плотности слонов, чем совсем без слонов. Правда, этот эффект появляется только через 250 лет после введения слонов в экосистему и достигает максимума через 1000. Плотность древостоя из тонких деревьев падает примерно вдвое, а общая площадь листвы увеличивается на 70 процентов. Это значит, что лес становится более редким, состоит в основном из крепких деревьев и накапливает больше биомассы.
Чтобы проверить результаты моделирования, ученые сравнили два участка леса в Республике Конго, в одном из которых плотность слонов средняя, а в другом этих зверей нет совсем уже 30 лет. Оказалось, что данные примерно соответствуют тем, что получены в моделировании. Лес со слонами накапливает больше биомассы — 690 т/Га против 582 т/Га, а плотность древостоя в нем ниже (372 дерева/Га против 436).
Если леса со слонами накапливают больше биомассы, в которую входит и углерод, то исчезновение слонов будет способствовать потере этого углерода и выходу его в атмосферу в виде CO2. Авторы статьи посчитали, что при исчезновении популяции слонов в ЦАР выделится около трех миллиардов тонн CO2, что в денежном выражении достигает 43 миллиардов долларов (при цене 15 долларов за тонну углекислого газа — цену назначает Всемирный банк, исходя из вреда, который он несет природе и экономике). Сохранение слонов позволит этого избежать этих дополнительных выбросов парникового газа.
Африканские слоны не только помогают лесам связывать больше углекислоты. У них есть и другие особенности, например они очень мало спят, отличают большее от меньшего и имеют индивидуальные черты характера.