Поскольку потепление климата приводит к более длительным пожарам и более сильным пожарам в североамериканских бореальных лесах, возможность рассчитать, сколько углерода сжигает каждый пожар, становится все более актуальной. Новое исследование, проведенное Университетом Северной Аризоны и опубликованное на этой неделе в журнале Nature Climate Change, показывает, что количество сжигаемого углерода в большей степени зависит от доступных видов топлива, чем от погодных условий, таких как засуха, температура или дождь. В большом ретроспективном исследовании, которое охватило Канаду и Аляску, международная группа исследователей обнаружила, что углерод, хранящийся под землей в органическом веществе почвы, был самым важным предиктором того, сколько углерода выделит пожар.

Группа обследовала разнообразные лесные условия обширной Западной Бореалии, проанализировав полевые данные, собранные с 417 очагов возгорания в шести экорегионах Канады и Аляски в период с 2004 по 2015 год. Они обнаружили, что количество углерода, хранящегося в почве, является самым большим предиктором того, сколько углерода будет гореть, и что влажность почвы также имеет важное значение для прогнозирования выброса углерода.

"В этих северных лесах почва, а не деревья, может составлять до 90 процентов выбросов углерода, поэтому мы ожидали, что эти органические почвы будут значительным драйвером", - сказал ведущий автор Ксанте Уокер из Центра экосистемных наук и общества в Университете Северной Аризоны. "Но мы были удивлены, что пожарная погода и время года, когда начинается пожар, оказались плохими показателями сжигания углерода. На самом деле речь идет о топливе, которое есть, когда начинается пожар."

Это ключевой вывод, поскольку пожарная погода, измеряемая индексом пожарной погоды, является одним из основных инструментов, которые ученые и пожарные менеджеры в настоящее время используют для моделирования выбросов углерода в этих бореальных лесах. Это исследование предполагает, что топливо должно быть большим компонентом этих моделей. "Когда мы думаем об изменении климата и лесных пожарах, мы часто инстинктивно думаем об экстремальных погодных условиях",-сказал Марк-Андре Паризьен, научный сотрудник канадской Лесной службы и соавтор исследования. - Но наше исследование показывает, что растительность тоже имеет значение—очень много! Предсказать будущую растительность-это крепкий орешек, но это исследование подчеркивает необходимость продолжать откалывать его."

Структура растительности, которую они обнаружили, была сложной—влажность почвы, состав древесных пород и возраст древостоя на момент пожара-все это взаимодействовало, чтобы предсказать количество горения. Например, легковоспламеняющаяся черная ель обычно была предиктором горения углерода, и присутствие этого вида увеличивалось с влажностью участка и возрастом древостоя во время пожара. Но такое взаимодействие, вероятно, изменится с изменением климата. Например, по мере потепления климата и сокращения интервалов между пожарами черные еловые насаждения заменяются лиственными деревьями и сосной Джека, которые растут на более мелких почвах, выделяющих меньше углерода во время пожаров. Разрешение на уровне участка исследования позволило исследователям зафиксировать такой динамизм в моделях сжигания углерода и дает подсказки о том, как они могут измениться в будущем.

"Нам действительно нужно выйти за рамки неправильного представления о бореальном лесу как о монотонном участке леса",-сказал Сандер Веравербеке, доцент Амстердамского университета Врие и соавтор исследования. "Хотя в бореальном лесу встречается лишь несколько видов деревьев, его разнообразие в структуре экосистем, возрасте лесов, топографии, залегании торфяников и условиях вечной мерзлоты огромно, и наша работа показывает, что эти особенности диктуют выбросы углерода от бореальных пожаров. Хорошая новость заключается в том, что мы можем картировать аспекты этого мелкомасштабного изменения экосистемы с помощью современных инструментов НАСА и других космических агентств. Теперь нам нужно сделать это в континентальном масштабе."

Уровень детализации, зафиксированный в этом исследовании, дает моделистам основу для того, чтобы задавать больше вопросов о углероде, сказала Мишель Мак, старший автор исследования и профессор биологии в Университете Северной Аризоны. "В прошлом модели пожара были сосредоточены на поведении огня, а не на выбросах углерода", - сказал Мак. - Только в последнее десятилетие или около того мы стали свидетелями глобальных усилий по количественному определению количества углерода, выделяемого этими пожарами. Мы надеемся, что наши наблюдения о топливе послужат основой для моделей, поскольку мы работаем над тем, чтобы лучше понять траекторию выбросов бореальных лесов."

Паризьен согласился. "Мы выясняем, что обратная связь между огнем и растительностью намного сильнее, чем мы думали всего несколько лет назад",-сказал он. "Конечно, мы никогда не сможем управлять всем обширным бореальным биомом—и не должны этого хотеть,—но это помогает нам знать, какие целенаправленные действия, такие как борьба с пожарами или изменение лесной растительности, мы можем предпринять, чтобы ограничить потерю углерода."

ИСТОЧНИК