Как крупный лесной пожар в Швеции в 2014 году повлиял на экосистему

Шведские исследователи из ряда научных организаций, потратили четыре года на сбор данных характеризующих изменение экосистем на территориях, пострадавших от крупного лесного пожара в 2014 году. В ходе исследования они обнаружили, что качество воды в водотоках быстро вернулось к нормально, в то время как потеря углерода в лесных массивах наблюдалась в течении многих лет после пожара.

Последствия крупных лесных пожаров в Северной Европе остаются малоизученными. Чтобы изменить ситуацию к лучшему, исследователи из Уппсальского университета, Шведского университета сельскохозяйственных наук (SLU) и Шведского метеорологического и гидрологического института (SMHI) решили выяснить, сколько углерода и питательных веществ выбрасывается в атмосферу и водотоки во время пожаров и как быстро экосистема возвращается в прежнее состояние. Результаты этого исследования сейчас публикуются в научном журнале Biogeosciences.

Пожар 2014 года в шведской провинции Вестманланд был особенно жестоким и интенсивным: он охватил как лесные массивы, так и заболоченные территории. Только в нескольких местах сохранились деревья.

«Однако не деревья выделяют основной объем углерода во время пожаров в хвойных лесах. Горят только некоторые иголки и небольшие ветки на деревьях, в то время как около 90% потерь приходится на верхний, органический слой почвы. Крупными точечными источниками выброса углерода в ландшафте явились заброшенные торфяники, содержащие большое количество органического материала в почве. Чтобы оценить выбросы углерода после лесного пожара на обширной территории Вестманланда важно измерить глубину горения в земле, чтобы о, – говорит исследователь Упсальского университета Густав Гранат, ведущий автор исследования.

Утрата гумусового слоя приводит к высвобождению большого количества углерода и азота из лесных массивов и риску вымывания других питательных веществ после пожара. Для сохранения питательных веществ и восстановления углерода в почве важно, чтобы растительность могла быстро восстановиться.

Результаты Вестманланда показывают, что во время пожара в атмосферу было выброшено от 145 до 160 тонн углекислого газа на гектар. Для всей сожженной площади это эквивалентно 10% двуокиси углерода, ежегодно выбрасываемой внутренним транспортным сектором Швеции. Из-за отсутствия растительности после пожара почва продолжала терять углерод в течение следующих нескольких лет, причем чистое поглощение углерода впервые было отмечено в течение летнего месяца через три года после пожара. Исследователи были обеспокоены тем, что большое количество углерода будет потеряно с водотоками после пожара, но не смогли наблюдать какой-либо такой дополнительный экспорт углерода через потоки при сравнении данных полученных до и после пожара.

Однако количество питательных веществ, таких как азот и фосфор, действительно увеличилось в ручьях и озерах , достигнув пика в течение первых одного-двух месяцев после пожара. Со временем содержание этих веществ в воде снизилось. В первый год после пожара с водой вынесено примерно в пять раз больше этих веществ, чем выносилась до пожара, но через 1-2 года большинство показателей вернулись к до пожарной норме.

“Такое быстрое вымывание питательных веществ после пожара объясняется отсутствием растительности, которая могла бы поглотить вещества, а также большим выбросом веществ во время пожара в результате сгорания органической почвы. Без живой растительности и органической почвы объем воды протекающий через ручьи увеличился на 50% », – поясняет Стефан Кёлер, профессор геохимии окружающей среды SLU, который начал измерение качества воды сразу после пожара.

Другие исследования показывают, как восстанавливаются растительность, запасы углерода и питательных веществ в зоне лесных пожаров . Насколько быстро это произойдет и какие параметры повлияют на этот процесс, могут ли шведские леса стать долгосрочными источниками CO2 в атмосферу – это те вопросы, на которые исследователи намерены получить ответы в ходе эксперимента.

«Хотя теперь мы знаем больше о том, сколько, где и как углерод и питательные вещества теряются при и сразу после пожаров, однако это не всё. То, будет происходить далее, не менее интересно. В мертвых деревьях содержится большое количество углерода, который вскоре начнет разлагаться, в то же время почва и растительность будет накапливать новый углерод и пополнять запасы азота. Важно следить за этим, если мы хотим понять, как наши леса страдают от пожаров и восстанавливаются после них», – говорит Густав Гранат.

Подробности в статье The impact of wildfire on biogeochemical fluxes and water quality in boreal catchments