Экологи пришли к выводу, что сорокалетняя программа субсидий для восстановления лесов в Чили была малоэффективной. Одна из очевидных неудач — в некоторых случаях ради создания лесных плантаций, затраты на которое компенсировало государство, вырубались природные леса. Моделирование показало, что около пяти процентов утраченных за время действия программы лесов вырубили именно из-за субсидий, хотя площадь плантаций увеличилась бы и без вмешательства государства. Если бы субсидий не было, количество запасенного углерода выросло бы, а снижение биоразнообразия было бы не столь значительным. По расчетам, опубликованным в журнале Nature sustainability, программа субсидий была бы эффективнее, если бы она запрещала использовать под плантации территории, занятые природными лесами.
Для борьбы с последствиями изменения климата и снижением биоразнообразия некоторые страны финансируют масштабные проекты по восстановлению лесов. Правительства субсидируют посадку деревьев, чтобы восстановить вырубленные леса, увеличить поглощение углекислого газа и создать местообитания для других видов. Однако это нередко приводит к тому, что в основном выращиваются коммерчески выгодные деревья (например, фруктовые), и в результате вместо естественных лесов появляются монокультурные плантации.
Один из самых крупных проектов по восстановлению лесов проводили власти Чили с 1974 по 2012 год: правительство защищало высадки от экспроприации и компенсировало большую часть затрат. Эту программу в качестве модели использовали и другие страны Южной Америки, однако до сих пор не был проведен всесторонний анализ влияния субсидий на восстановление природных лесов, поглощение углекислого газа и биоразнообразие. Исследователи подозревают, что проект мог принести больше вреда, чем пользы — например, известно, что лесопромышленные компании вырубали естественные леса, чтобы на их месте по программе субсидий вырастить плантации.
Экологи из США и Чили под руководством Роберта Хейлмайра (Robert Heilmayr) из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре исследовали спутниковые карты землепользования Чили с 1986 по 2011 год. С их помощью ученые смоделировали три сценария: программу субсидий по закону 1974 года, отсутствие субсидий и субсидии, которые распространялись бы только на территории, не покрытые природными лесами. Использовали четыре модели: эконометрическую, которая определяла выгодность различных типов землепользования в разных условиях; модель по методу Монте-Карло, которая предсказывала использование земель в зависимости от трех сценариев субсидий; модель учета углерода; метаанализ исследований биоразнообразия.
После 1986 года более миллиона гектаров, которые раньше были покрыты природными лесами (337 тысяч гектаров), кустарниками (515 тысяч гектаров) и сельскохозяйственными угодьями (710 тысяч гектаров), перешли под лесные плантации. Согласно эконометрической модели, без субсидий площадь лесных плантаций также увеличилась бы — из-за того, что выращивание плантаций выгодно само по себе — и составила бы лишь на 3,28 процентов меньше. А если бы субсидии не покрывали вырубку природных лесов ради плантаций, удалось бы восстановить всего на 13 тысяч гектаров (около процента) меньше. Зато 4,7 процентов утраченных за 40 лет действия программы лесов вырубили именно из-за субсидий; они же помешали естественному восстановлению трех тысяч гектаров естественных лесов за счет территорий, покрытых кустарником или пограничных сельскохозяйственных земель.
На следующем этапе экологи вычисляли, сколько углерода запасали бы леса в трех сценариях. Для этого учли региональные различия — в центральных областях Чили в плантациях запасается даже больше углерода, чем в природных лесах, а в других районах это отношение может быть обратным. Например, в Вальдивских лесах содержится 146 тонн углерода на гектар, а в соседних плантациях — всего 37.
В целом с 1986 по 2011 год в Чили запас углерода вырос на два процента за счет двукратного увеличения площадей плантаций и несмотря на снижение площадей природных лесов на 13 процентов. Если бы субсидий не было, удалось бы сохранить на 0,8 процентов больший запас углерода, а если бы субсидии не касались занятых природными лесами территорий — на десять процентов больший.
Также ученые рассчитали, что субсидии ускорили снижение биоразнообразия в Чили из-за расширения плантаций за счет естественных лесов — видовое разнообразие последних значительно выше. По расчетам исследователей, 3,76 процентов снижения биоразнообразия объясняется именно субсидиями. Если бы естественные леса не вырубали ради плантаций, снижение видоразнообразия уменьшилось бы на 78 процентов.
Как показала эта работа, чилийскую модель восстановления лесов можно улучшить. А выращивать новые деревья по усовершенствованным программам можно по всему миру — экологи нашли 900 миллионов гектаров земель, которые можно засадить деревьями. Такая площадь лесов сможет связать 205 гигатонн углерода.
Алиса Бахарева
Это ставит под вопрос безопасность их использования в качестве удобрений
Добавление твердого остатка сточных вод к почве понизило ее поглощающую способность по отношению к ситаглиптину (препарат, применяемый при лечении диабета) в четыре раза. Это означает повышенный риск попадания фармацевтических поллютантов в грунтовые воды, водоемы и пищевые цепи и ставит под вопрос безопасность использования осадка сточных вод в качестве удобрения. Такие выводы содержит исследование, опубликованное в журнале Science of The Total Environment. Одна из важнейших экосистемных функций почв — способность к поглощению и удержанию поступающих веществ. Как правило, это становится возможным благодаря механизмам катионного обмена и сорбции. С помощью почвенно-поглощающего комплекса, состоящего из органического вещества и глинистых минералов, почвы могут удерживать в себе поллютанты и не допускать их передачи по пищевым цепям и попадания в грунтовые воды. Однако почвенно-поглощающий комплекс не всегда устойчив перед воздействием факторов окружающей среды: его работа может нарушаться при засолении почв, закислении и загрязнении тяжелыми металлами. Ученые под руководством Александра Канкапы-Картахены (Alexander Ccanccapa-Cartagena) из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне исследовали, как внесение осадков сточных вод в почву влияет на ее способность поглощать и удерживать действующие вещества фармацевтических препаратов ситаглиптин и метформин. Их часто выписывают диабетикам, при этом содержание этих веществ в компонентах окружающей среды пока не нормируется. Из организма человека они поступают в сточные воды, а твердые осадки сточных вод используются в качестве удобрений. В ходе эксперимента авторы вносили твердые осадки сточных вод, фосфат ситаглиптина и гидрохлорид метформина в сельскохозяйственные почвы разного гранулометрического состава — от песчаных до глинистых. С помощью спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения они установили, что основной механизм сорбции ситаглиптина почвами — это электростатические взаимодействия между карбонильными и аминогруппами ситаглиптина и отрицательно заряженными группами на поверхности почвенно-поглощающего комплекса. При добавлении осадка сточных вод в почвенную суспензию (нефильтрованную смесь почвы и воды) ее поглощающая способность по отношению к фосфату ситаглиптина снижалась со 169 до 38,2 миллиграмм на литр в килограмме. При этом в присутствии метформина ситаглиптин сорбировался хуже, что говорит о конкуренции между этими веществами за свободные позиции в почвенно-поглощающем комплексе. Полученные результаты говорят о том, что осадки сточных вод должны с осторожностью использоваться в качестве удобрений, потому что они могут снижать поглощающую емкость почв по отношению к поллютантам, особенно в условиях сочетанного загрязнения разными действующими веществами фармацевтических препаратов. Это повышает риск попадания фармацевтических поллютантов в грунтовые воды, водоемы и живые организмы. В развивающихся странах проблема фармацевтического загрязнения окружающей среды стоит острее, чем в развитых. Из-за неэффективного управления отходами фармацевтического производства, сброса неочищенных сточных вод и близости к участкам захоронения отходов реки в Африке к югу от Сахары, в Южной Америке и Южной Азии сильно загрязнены действующими веществами фармацевтических препаратов — их концентрации в речной воде могут достигать 70,8 микрограмм на литр.