Изменение способа горения может улучшить лесовосстановление после пожаров в знаменитых лесах Запада США

Более интенсивные пожары и потепление климата затрудняют возобновление горельников. Чип Сомодевилла / Getty Images

Лесные пожары и сильная засуха на Западе  убивают деревья с угрожающей скоростью. По мере того, как планета нагревается леса всё хуже восстанавливаются после воздействия огня.  Тем не менее, новое исследование показывает, что есть способы повысить шансы на восстановление лесов, изменив интенсивность пожаров.

В новом исследовании мы объединились с более чем 50 другими пожарными экологами , чтобы изучить, как леса восстановились — или не восстановились — на более чем 10 000 лесных участках после 334 лесных пожаров .

Вместе эти территории предлагают беспрецедентный взгляд на то, как леса реагируют на лесные пожары и глобальное потепление.

Наши результаты отрезвляют. Мы обнаружили, что сеянцы хвойных деревьев, таких как пихта Дугласа и сосна пондероза, все чаще подвергаются стрессу из-за высоких температур и засушливых условий на участках, восстанавливающихся после лесных пожаров. На некоторых территориях х наша команда вообще не нашла всходов. Это вызывает беспокойство, потому что то, восстановятся ли леса после пожара, во многом зависит от того, смогут ли новые саженцы прижиться и вырасти.

Наша команда также обнаружила, что если лесные пожары будут гореть менее интенсивно, у лесов будет больше шансов восстановиться. Наше исследование , опубликованное 6 марта 2023 года, показывает, как активные действия по изменению характера горения лесных пожаров могут помочь защитить всходы от некоторых из самых серьезных факторов стресса глобального потепления.

Интенсивные пожары подавляют защитные свойства деревьев

Леса и лесные пожары сосуществовали на Западе на протяжении тысячелетий.

Обычно леса восстанавливаются после лесных пожаров благодаря удивительному набору свойств , которыми обладают деревья. Сосна скрученная, например, хранит тысячи семян в закрытых шишках, запечатанных смолой, которые открываются только в присутствии сильного тепла от пламени, вызывая обильные всходы. Другие виды деревьев, такие как сосна пондероза, имеют толстую кору, которая помогает им пережить лесные пожары низкой интенсивности.

Однако интенсивные или очень большие « мегапожары » могут подавлять эти черты. Скорость восстановления после пожара большинство видов хвойных деревьев на Западе зависит от семян уцелевших деревьев . Поэтому, когда интенсивные лесные пожары уничтожают большую часть деревьев, могут быть потеряны целые лесные массивы .

Вероятность того, что сосны пондероза отрастут после пожара

Шансы, что саженцы приживутся после пожара, уменьшаются, отчасти потому, что условия становятся теплее и суше. Всходы с большей вероятностью приживутся после пожаров небольшой силы. Гистограммы показывают, что шансы на отрастание сосны пондерозы примерно в два раза выше при пожарах небольшой степени, но шансы на отрастание для обоих видов пожаров уменьшаются, поскольку ожидается, что со временем условия потеплеют .
Пожар высокой степени -желтый Пожар небольшой степени -синий

Даже если некоторые деревья переживут лесной пожар и могут дать семена, саженцам нужны благоприятные климатические условия для укоренения и роста. В отличие от взрослых деревьев с глубокой корневой системой, у сеянцев короткие корни, которые достигают воды только в верхнем слое почвы. Саженцы также более чувствительны к летним температурам, потому что высокие температуры могут фактически убить их живые клетки.

Всходы изо всех сил пытаются прижиться после лесных пожаров

Более жаркие и засушливые условия из-за глобального потепления приводят к большему количеству горящих площадей. Глобальное потепление также взаимодействует с более чем столетием подавления лесных пожаров и ограничений на использование традиционных методов управления огнем, применявшихся коренными народами. В результате этого современные леса имеют большие запасы: они гуще, в них больше подлеска и горючих материалов. В совокупности  это ведет к  более сильным лесным пожарам .

Саженцам также становится все труднее приживаться и расти после лесных пожаров. Мы обнаружили, что с 1981 по 2000 год 95% исследуемого региона имели климатические условия, подходящие для приживания и роста сеянцев после лесных пожаров. Перенесемся к 2050 году, и этот показатель уменьшится до 74%, даже при умеренном потеплении , когда глобальные средние температуры вырастут примерно на 2 градуса по Фаренгейту (1,1 по Цельсию).

Жара и засуха влияют на то, будут ли расти леса

В более теплых и сухих условиях всходы, скорее всего, вырастут в основном после пожаров небольшой силы. Линии показывают вероятность повторного роста в зависимости от климатических условий после пожара.

То, как разворачиваются эти изменения, варьирует на Западе. Сегодня саженцы с меньшей вероятностью приживутся и вырастут после лесных пожаров на юго-западе и в Калифорнии. Тем не менее, более влажные и прохладные регионы северных Скалистых гор и Тихоокеанского северо-запада по-прежнему способствуют укоренению и росту самосева.

Выжившие деревья имеют решающее значение для укрытия саженцев

Изучая, как сильно горят лесные пожары — например, сколько деревьев погибает — и как климатические условия после лесного пожара влияют на новые саженцы, наша команда пришла к удивительному и обнадеживающему результату.

Даже когда после лесного пожара лето становится более жарким и сухим, чем в прошлом, просто наличие рядом деревьев, которые пережили пожар, помогает новым саженцам прижиться и расти.

Выжившие деревья не только дают семена, но и снижают температуру на земле, где это наиболее важно для саженцев. В некоторых случаях температура вокруг уцелевших деревьев может быть на 4–5 градусов по Фаренгейту (2,2–2,8 °C) ниже, что дает саженцам преимущество, необходимое для прорастания и выживания.

В нашем исследовании прогнозы будущих лесов резко различались в зависимости от того, сколько деревьев, как мы предполагали, пережили будущие лесные пожары.

Изменение того, как горят лесные пожары, может ускорить восстановление

Это означает, что есть возможность помочь компенсировать вызванное изменением климата снижение темпов восстановления деревьев за счет сокращения числа деревьев, погибших в результате лесных пожаров.

Борьба с глобальным потеплением — это долгосрочная задача для общества, и некоторые краткосрочные последствия уже необратимы . Но сокращение количества деревьев, погибших в результате лесных пожаров, может помочь сохранить леса в будущем. В регионах, где саженцы уже борются с лесными пожарами, такие действия необходимы скорее раньше, чем позже.

Наука поддерживает использование ряда инструментов или методов обработки леса , которые могут помочь уменьшить количество деревьев, погибших в результате лесных пожаров.

Контролируемое сжигание с прореживанием леса или культурным сжиганием местными группами коренных народов удаляет небольшие деревья и кусты. Это приводит к тому, что в последующих пожарах погибает меньше деревьев, особенно в лесах, которые исторически часто горели. В высокогорных лесах, в которых раньше лесные пожары были менее частыми, но более сильными, посадка деревьев после лесных пожаров может помочь ускорить восстановление леса.

Хотя искусственное восстановление  леса эффективна, лесные пожары сжигают гораздо больше площади, чем можно реально возобновить. Учитывая это, ученые-пожарники предлагают позволить некоторым лесным пожарам гореть , когда условия безопасны и с большей вероятностью обеспечат выживание деревьев в  ландшафте.

Расширение использования лесных пожаров и контролируемого сжигания в качестве инструментов управления является сложной задачей , но данные свидетельствуют о том, что это может быть одним из наиболее эффективных и экономичных способов уменьшить количество деревьев, погибших от будущих лесных пожаров.

Существуют четкие способы уменьшить воздействие глобального потепления и лесных пожаров на саженцы и будущие леса. Но в некоторых областях, даже когда мы работаем над тем, чтобы обратить вспять глобальное потепление , окно возможностей невелико. В этих районах в ближайшие несколько десятилетий будут наиболее эффективны лесные уходы, которые изменяют лесные пожары или ускоряют восстановление, поскольку саженцы лучше противостоят краткосрочному потеплению.