Леса, уничтоженные лесными пожарами, выделяют углерод еще долго после того, как пламя угасает – новое исследование

Обугленные пни и зеленые саженцы: в шведском лесу после пожара. Наташа Кльюн, CC BY-ND

Согласно прогнозам, даже в лесах северных широт Земли изменение климата приведет к учащению и усилению лесных пожаров.

На крайнем севере Земли расположен бореальный лес – обширный зеленый пояс, простирающийся от Северной Америки до Сибири. Бореальный лес – один из крупнейших в мире поглотителей CO₂. За последние несколько тысяч лет он удалил из воздуха около 1 триллиона тонн углерода, сохранив его в деревьях и почве. Из-за большого количества углерода, хранящегося в бореальном лесу, пожары здесь могут выбрасывать в воздух гораздо больше CO₂, чем лесные пожары в других местах, усиливая изменение климата.

Во время бушующих лесных пожаров выделяется большое количество CO₂, способствующее потеплению климата. Исследования, проведенные в европейской части бореального леса показали, что после пожара поглощение CO₂ восстанавливается медленно, а сгоревшая территория продолжает выделять CO₂ в течение нескольких лет после того, как огонь потушен. При этом объем выделения CO₂, после пожара больше, чем в ходе него.

Крупное хранилище CO₂ находится в опасности

Чрезвычайно жаркая и сухая погода в 2018 году привела к самому большому количеству лесных пожаров в скандинавских странах за всю современную историю. В Швеции общая площадь сгоревших территорий была в десять раз больше, чем в обычный год.

Наше исследование было сосредоточено на самом масштабном из этих пожаров в самом центре Швеции, недалеко от Люсдаля. Мы постоянно измеряли объем обмена CO₂ между поверхностью земли и атмосферой и следили за состоянием почвы и восстановлением растительности в течение первых четырех лет после пожара.

Мы делали это на участках леса, где деревья погибли, и на участках, где деревья выжили. Мы также сравнили участки, которые были превращены в заповедники, где остались обугленные деревья, и участки, где проводилось типичное для Швеции послепожарное управление: все обугленные деревья были вырублены (так называемая “спасательная” или “санитарная” рубка) и посажены новые.

Металлическая мачта измеряет CO₂ в лесу, который был сожжен, а затем вырублен. Джулия Келли

Измерения на наиболее деградированных участках, а именно в сгоревшем лесу после санитарной рубки и в молодом лесу, где все деревья погибли во время пожара, показали, что в первые четыре года после пожара с каждого сгоревшего квадратного метра выделялось в среднем 650 г углерода. Это более чем в два раза превышает общий объем выбросов от пожара. Для сравнения: аналогичный несгоревший лес за то же время удалил бы из воздуха 1 200 г углерода на квадратный метр.

И выбросы продолжаются. Мы ввели данные, собранные на местах пожаров и в других бореальных лесах Швеции, в компьютерную модель, имитирующую рост деревьев. Модель предсказала, что потребуется более 40 лет, чтобы весь CO₂, который был выброшен в результате пожара 2018 года, снова накопился в новом лесу.

А что в других местах?

Пожары в бореальных лесах Северной Америки хорошо изучены, но эти знания не так легко применить в Европе. Североамериканские лесные пожары, как правило “верховые”, (огонь  поднимаются под полог леса) и, следовательно, уничтожают много деревьев. Во время таких пожаров большая часть выбросов углерода происходит во время самого пожара.

В то же время от 60 до 80 % лесных площадей северных стран интенсивно используются для ведения коммерческого лесного хозяйства, что меняет характер воздействия лесных пожаров на лес. Лесопользование может включать в себя удаление мертвого растительного материала и регулярные рубки, чтобы деревья не росли слишком близко друг к другу, – эта практика известна как “прореживание”.

Виды деревьев на двух континентах также различаются: Североамериканские бореальные деревья нуждаются в огне для размножения, в то время как их европейские аналоги эволюционировали, чтобы противостоять огню.

В результате лесные пожары в управляемых бореальных лесах скандинавских стран в основном проходят рядом с землей и уничтожают почву и подлесок, щадя многие деревья.

Управление после пожара имеет решающее значение

Обнаружено, что дальнейшее нарушение сгоревшего леса – рубка на корню или вспашка почвы перед посадкой деревьев, что является обычной процедурой управления в Швеции, – замедляет восстановление растительности. Если оставить уцелевшие деревья, они могут расти медленнее, чем несгоревшие, но, тем не менее, они постоянно улавливают и накапливают CO₂.

Способ управления лесом после пожара влияет на то, сколько времени потребуется для того, чтобы выросло достаточно новой растительности и лес снова превратился в поглотитель углерода. С этой точки зрения наши результаты оспаривают эффективность вырубки уцелевших деревьев.

В скандинавских странах, особенно в Швеции, интенсивное управление лесами успешно подавляло лесные пожары в течение последних 200 лет. Неясно, удастся ли это сделать в условиях более частых засух и повышения риска пожаров, ожидаемых в условиях потепления климата.

Все это связано с научным пониманием того, как лесные пожары влияют на изменение климата. Поскольку выбросы CO₂ продолжаются во время медленного восстановления растительности и почвы после пожара, разработчики климатических моделей должны учитывать не только выбросы от самого пожара, но и дополнительные долгосрочные выбросы, которые были обнаружены в ходе нашего исследования.