Затрудненное дыхание Земли. Как лесные пожары влияют на изменение климата - Поиск - новости науки и техники
Поиск - новости науки и техники

Затрудненное дыхание Земли. Как лесные пожары влияют на изменение климата

С обсуждения климатической повестки начинается практически каждый форум. Неудивительно, ратификация в 2019 году Парижского соглашения по климату обязывает РФ делать определенные шаги в сторону сокращения выбросов парниковых газов в атмосферу. С целью смягчения последствий глобального изменения климата, а также во избежание возможных экономических проблем была разработана Стратегия долгосрочного развития России с низким уровнем выбросов парниковых газов. Но недавно опубликованный издательством «Эльзевир» фундаментальный обзор сибирских ученых доказывает, что никакие карбоновые полигоны нас не спасут, если не будут разработаны надлежащие государственные меры по предотвращению лесных пожаров. Пока есть только возможность мониторинга выбросов и отслеживания послепожарных изменений в экосистемах сибирского региона. Многолетний труд ученых Института леса СО РАН привел к неутешительным выводам: с 1988-го по 2015 годы верховые и низовые пожары высокой интенсивности значительно сократили запасы углерода в лесных экосистемах России, охватывающих 785,58 миллиона гектаров, преимущественно в Сибири и на Дальнем Востоке. Этому также способствовали и продолжают способствовать национальные особенности защиты лесов от пожаров, когда тушение огня не происходит либо из-за недоступности мест возгорания, либо из-за отсутствия финансирования.

Однако масштабные бедствия имеют и более отдаленные последствия. Ежегодно страдающие от огня сибирские леса накапливают значительное количество так называемого старого почвенного органического углерода, погребенного в многолетней мерзлоте. Автор обзора, научный сотрудник лаборатории биогеохимических циклов в лесных экосистемах Института леса Оксана Масягина поясняет, что old soil organic carbon (старый почвенный органический углерод) – органическое вещество, законсервированное в анаэробных условиях при низкой температуре и влажности, которые не способствуют его разложению почвенными микроорганизмами. Но лишь до момента, когда условия изменятся и он станет доступен для почвенной микробиоты, которая его окислит до СО2. Как известно, углекислый газ считается основным парниковым газом, влияющим на климатические изменения, в том числе в экосистемах Сибири и Арктики. Процесс окисления почвенного углерода усугубляет ситуацию в высоких широтах, приводя к глобальному потеплению.

Кроме того, лесные пожары значительно влияют и на местный климат. С одной стороны, выделяемые во время горения лесов аэрозоли обладают охлаждающими свойствами, а также снижают парниковый эффект. С другой – уменьшение альбедо (отражающей способности) поверхности на заснеженных территориях за счет разрушения древесно-кустарникового покрова способно спровоцировать таяние вечной мерзлоты. Эти изменения могут напрямую влиять на потоки CO2 и других парниковых газов между почвой и атмосферой в долгосрочной перспективе. Особые опасения вызывает то, что за последние десятилетия возгорания в лесах Сибири участились, причем во всех ее частях: Западной, Средней и Восточной. Пожарные сезоны 2019-2020 годов стали беспрецедентными по масштабам и в Арктике. Это объясняется более ранним началом пожароопасного сезона, вызванного климатическими изменениями, такими как, например, не характерные прежде для региона теплые зимы.

Чтобы прогнозировать возможные долгосрочные последствия лесных пожаров, ученые с помощью радиоуглеродных исследований показали, что в северных экосистемах термокарстовые озера, хорошо дренированные почвы с мощным активным слоем, стимулированным огнем, а также водоемы, возникшие на участках с термической эрозией, становятся источниками старого почвенного органического углерода, высвобождаемого из вечной мерзлоты. Дыхание поч­вы, или поток СО2 из почвы в атмосферу, измеряемый с помощью камерного метода (регистрация портативным ИК-анализатором), имеет несколько источников: автотрофное дыхание (дыхание корней), микробное дыхание почвы и потоки CO2 как результат почвенных физико-химических процессов. Различные факторы окружающей среды – температура, количество осадков и, конечно, пожары, дестабилизирующие бореальные (таежные) экосистемы, – могут влиять на каждую разновидность почвенного дыхания.

Требуется от 10 до 30 лет после стихийного бедствия, чтобы почвенная эмиссия СО2 стабилизировалась на допожарном уровне. Однако на скорость восстановления почвенного дыхания и регенерацию растительности существенно влияет тип пожара. В сибирских регионах наблюдаются разные их виды, чаще всего низовые, быстро распространяющиеся в силу обилия низкорастущих сомкнутых лиственничников – основной древесной породы Сибири. Наличие густого мохово-лишайникового покрова, горючесть которого повышается в сухой летний период, увеличивает интенсивность низовых пожаров, и они могут охватывать несколько миллионов гектаров. В рай­онах вечной мерзлоты растительность иная, и низовые пожары преобразуются в верховые, как, например, в Средней и Восточной Сибири. Воздействие лесных пожаров на почвенный покров варьируется от прямого уничтожения верхних слоев почвы до термохимической трансформации органического вещества.

Следует отметить, что присутствие вечной мерзлоты вносит дополнительную неопределенность в оценки почвенного дыхания после пожара. Например, увеличение активного слоя из-за уменьшения альбедо поверхности в результате огня и связанного с этим прогрева почвы может это дыхание стимулировать. При этом переувлажнение почвы в результате таяния вечной мерзлоты после пожара, наоборот, приводит к его подавлению. В любом случае, по оценкам сибирских лесоведов, минимальный период, за который значения почвенного дыхания в послепожарных экосистемах перестают существенно отличаться от таковых в неповрежденных лесах, составляет 23 года.

«Дыхательными проблемами» последствия не ограничиваются. Специалисты Института леса утверждают, что «расконсервация» старого почвенного органического углерода ведет не только к повышению эмиссии углекислого газа, но и к разрушению вечной мерзлоты. При этом успешная регенерация растительности в высоких широтах и развитие древостоя после пожара тесно связаны с ее восстановлением. Так, по примерным оценкам, в Восточной Сибири возвращение на допожарный уровень может занять 30 лет. А леса там, напомним, горят практически каждое лето. В 2021 году площадь природных пожаров в Якутии достигла 8,4 миллиона гектаров. Это рекордный показатель за последние десять лет.

Ольга Колесова

Нет комментариев

Загрузка...
Новости СМИ2