Хорошее, плохое, ужасное: как лесные пожары меняют ландшафты

США – Лесные пожары изменяют ландшафты, как в пользу, так и во вред пострадавшим районам. После того, как дым рассеивается, они могут продолжать вызывать такие опасности, как наводнения и эрозия, одновременно способствуя обновлению экосистемы. С беспристрастной точки зрения исследователи USGS изучают реакцию ландшафта после пожара и применяют наш опыт, чтобы помочь снизить риск и защитить людей и имущество.

Фон

Лесные пожары уже давно играют важную роль в изменении и омоложении ландшафтов. Они могут уничтожать мертвую растительность, возвращать питательные вещества в почву и способствовать росту разнообразных видов растений. Однако последствия лесных пожаров также приносят значительные изменения в окружающую среду, некоторые из которых представляют проблемы для экосистем и опасности для местных сообществ. Геологическая служба США проводит обширные исследования, чтобы понять эти изменения и разработать стратегии смягчения последствий и восстановления в сообществах, подверженных пожарам.

Хорошо: Благотворная роль огня в ландшафтах

Сначала давайте обсудим «хорошее» и то, почему лесные пожары являются естественной частью лесных и пастбищных местообитаний. Хотя лесные пожары могут иметь разрушительные последствия, они играют полезную роль во многих экосистемах:

• Круговорот питательных веществ.  Пожары поглощают мертвые и разлагающиеся вещества, возвращая питательные вещества в почву, что способствует росту новых растений.
• Разнообразие среды обитания.  Уничтожая густую растительность, пожары создают мозаику различных сред обитания, поддерживающую различные виды растений и животных.
• Борьба с вредителями и болезнями.  Пожары могут сократить популяции вредителей и патогенов, способствуя общему здоровью лесов и лугов.

Плохо: как лесные пожары меняют ландшафты

Далее давайте обсудим «плохое» и то, как лесные пожары потенциально негативно меняют ландшафт:

• Почва становится водоотталкивающей. Интенсивное тепло от лесных пожаров может привести к тому, что почва станет гидрофобной, то есть отталкивающей воду. Это происходит, когда органические материалы в почве испаряются под воздействием тепла, а при охлаждении эти пары конденсируются и образуют воскообразное покрытие вокруг частиц почвы. В результате дождевая вода не может легко проникнуть в почву, что приводит к увеличению поверхностного стока и повышению риска внезапного наводнения.
• Ручьи загрязняются.  После лесного пожара пепел и мусор могут быть смыты в близлежащие реки и ручьи во время дождя. Этот сток может содержать повышенные уровни питательных веществ, отложений и тяжелых металлов, которые могут ухудшить качество воды и представлять опасность для водной флоры и фауны и здоровья человека. Например, после пожара Кэмерон-Пик в Колорадо в 2020 году водоснабжение подверглось значительному загрязнению, что подчеркивает долгосрочные последствия лесных пожаров для водных ресурсов.
• Склоны становятся нестабильными.  Растительность играет важную роль в стабилизации почвы на склонах. Когда лесные пожары уничтожают эту растительность, корни, которые связывают почву, распадаются, увеличивая вероятность оползней и селевых потоков, особенно во время последующих ливней. Геологическая служба США (USGS) разработала модели для оценки и прогнозирования этих опасностей селевых потоков после лесных пожаров, помогая в разработке систем раннего оповещения и стратегий смягчения последствий.
• Инвазивные растения могут распространяться.  Лесные пожары могут создавать возможности для инвазивных видов растений, чтобы обосноваться на выжженных территориях. Эти виды часто вытесняют местную растительность, что приводит к сокращению биоразнообразия и изменению функций экосистемы. Геологическая служба США (USGS) сотрудничает с управляющими земельными ресурсами для мониторинга этих изменений и разработки стратегий, способствующих восстановлению местных растительных сообществ.

Ужасное: Будущее воздействие лесных пожаров на общество

Наконец, «ужасное». Лесные пожары не исчезают. Фактически, лесные пожары в Соединенных Штатах становятся все более частыми, интенсивными и разрушительными. Несколько факторов способствуют этой тенденции, включая продолжительные засухи и рост городского развития в пожароопасных районах. Ученые предсказывают, что будущие сезоны лесных пожаров будут длиться дольше, сжигать большие площади и представлять еще большие проблемы для сообществ, экосистем и аварийно-спасательных служб. Растущая интенсивность лесных пожаров будет иметь глубокие последствия для общественной безопасности, общественного здравоохранения и экономики. Например, некоторые способы, которыми лесные пожары будут продолжать быть проблемой, включают:

• Более частые сбои. Более продолжительные пожарные сезоны приведут к большему количеству эвакуаций, отключений электроэнергии и повреждению инфраструктуры. Районы, которые когда-то считались безопасными, теперь могут столкнуться с растущей угрозой лесных пожаров.
• Качество воздуха и проблемы со здоровьем . Дым от лесных пожаров содержит вредные загрязняющие вещества, которые могут ухудшить респираторные заболевания, особенно у детей, пожилых людей и людей с уже имеющимися проблемами со здоровьем. В регионах, удаленных от активных пожаров, все еще могут наблюдаться опасные уровни качества воздуха из-за дрейфующего дыма.
• Экономические издержки . Лесные пожары уже обходятся в миллиарды долларов ежегодно на борьбу с пожарами, ущерб имуществу и потерю экономической производительности. По мере того, как пожары становятся все более экстремальными, эти издержки, как ожидается, возрастут, что создаст нагрузку на местные, государственные и федеральные бюджеты.
• Водная и продовольственная безопасность . Лесные пожары могут повредить водоразделы, что приведет к долгосрочным последствиям для водоснабжения и качества воды. Сельскохозяйственные районы вблизи зон пожаров также могут понести убытки, что приведет к сокращению производства продовольствия и росту цен.

Роль USGS в исследовании лесных пожаров и снижении опасности

USGS играет важную роль в оказании помощи сообществам в восстановлении после лесных пожаров и подготовке к будущим событиям. Благодаря партнерству с федеральными и государственными агентствами, включая Лесную службу США, Министерство внутренних дел и Геологические службы штатов, USGS продвигает инновации в области науки о пожарах и управления ими. Эти партнерства гарантируют, что спасатели и лица, принимающие решения, имеют наилучшую доступную информацию для защиты жизней, имущества и природных ресурсов.

В USGS работают более 100 ученых, чьи исследования сосредоточены на темах, связанных с пожарами, включая использование дистанционного зондирования с высоким разрешением для характеристики растительных топливных грузов; применение новейших спутниковых технологий для обнаружения пожаров и картирования периметров лесных пожаров; оценку передовых методов снижения рисков лесных пожаров; и оценку опасностей наводнений и селей после лесных пожаров. Эта работа также включает создание и распространение передовых методов для поддержки восстановления ландшафтов. В совокупности экспертные знания и возможности мониторинга USGS значительно повышают безопасность спасателей и общественности в целом.

Исследователи USGS работают с межведомственным сообществом пожарных, чтобы расширить использование искусственного интеллекта, машинного обучения и других возможностей быстрых вычислений. Например, USGS использует искусственный интеллект со спутниковыми снимками для обнаружения границ пожаров и разработки карт интенсивности пожаров, а также для определения распространения и численности инвазивных видов, адаптированных к пожарам, таких как чиж в Большом Бассейне.

Стратегия науки о лесных пожарах USGS соответствует национальным инициативам, определенным в  Национальной стратегии когезионной борьбы с лесными пожарами . Разработанная широким кругом заинтересованных сторон на всех уровнях, когезионная стратегия призывает к науке и управлению, которые способствуют формированию устойчивых ландшафтов и адаптированных к пожарам сообществ для безопасного и эффективного реагирования на лесные пожары.

Подготовка к будущему

Хотя лесные пожары являются естественной частью многих экосистем, ситуация меняется, и общество должно принимать активные меры для защиты жизней, имущества и окружающей среды от растущей угрозы лесных пожаров. Учитывая растущие риски, стратегии управления лесными пожарами должны развиваться. Инвестиции в лесное хозяйство, улучшение строительных норм, систем раннего оповещения и устойчивой инфраструктуры будут иметь решающее значение для снижения последствий лесных пожаров. Геологическая служба США (USGS) и другие агентства продолжат играть ключевую роль в исследовании поведения пожаров, картировании зон повышенного риска и предоставлении важной информации для помощи сообществам в адаптации.

Понимание как положительных, так и отрицательных последствий лесных пожаров необходимо для эффективного управления земельными ресурсами. Всесторонние исследования USGS и сотрудничество с другими агентствами повышают общественную безопасность, информируют о политических решениях и способствуют устойчивости экосистем перед лицом лесных пожаров.

Как часть сообщества лесных пожаров, USGS тесно связана с людьми и ландшафтами, которым мы служим. Лесные пожары часто затрагивают наших коллег, друзей и соседей, подчеркивая важность нашей миссии по предоставлению критически важной науки о пожарах. Каждый новый пожар напоминает нам о нашей общей ответственности за понимание, адаптацию и снижение рисков лесных пожаров перед лицом будущих вызовов.Пример из практики: пожары в Лос-Анджелесе в январе 2025 г.

В январе 2025 года Южная Калифорния столкнулась с беспрецедентным кризисом лесных пожаров, когда экстремальные ветры Санта-Ана стали причиной четырех крупных лесных пожаров (пожары Палисейдс, Итон, Херст и Кеннет) и десятков более мелких возгораний, которые опалили регион. Пожары уничтожили более 40 000 акров, уничтожили 12 000 строений и привели к гибели не менее 30 человек. Среди этих разрушений Геологическая служба США (USGS) предоставила необходимые научные данные и информацию, которые поддержали усилия по реагированию на пожары, оценила опасности после пожаров и помогла восстановиться пострадавшим общинам.

Геологическая служба США (USGS) сотрудничала с федеральными и государственными агентствами, предоставляя важнейшие инструменты и информацию для каждого этапа управления пожарами.