Экстремальные лесные пожары превращают лесную экосистему из поглотителя углерода в чистый источник выбросов

Выбросы углерода от лесных пожаров в высоких северных широтах растут с угрожающей скоростью

Обширные бореальные леса Северного полушария простираются от Скандинавии через Сибирь, Аляску и Канаду. Они покрывают десятую часть суши в мире, но содержат одну треть углерода земли, хранящегося в основном в богатых органическими веществами почвах и деревьях. Теперь новое исследование, опубликованное в журнале Science, предоставляет дополнительные доказательства того, что выбросы от лесных пожаров в высоких северных широтах уже растут с угрожающей скоростью.

Фото: ru.wikipedia.org

В этих лесах из-за холодного климата и часто заболоченной почвы кора упавших деревьев, хвоя и другие мертвые органические вещества разлагаются очень долго. Это позволило почвам накапливать углерод в течение тысяч лет после отступления ледяных щитов в конце последнего ледникового периода. С тех пор эти экосистемы в основном формировались в результате лесных пожаров, вызванных грозами.

Эти пожары высвобождают часть углерода, хранящегося в деревьях и верхнем слое почвы, обратно в атмосферу. Высвобождение почвенного углерода имеет огромное значение. Это означает, что бореальный лесной пожар высвободит в 10-20 раз больше углерода по сравнению с пожаром аналогичного размера в других экосистемах, где пожары поглощают в основном растительность и где сама почва не содержит достаточного количества углерода для горения.

Однако эти бореальные леса могут гореть только раз в столетие, а иногда и реже. Это намного дольше, чем в большинстве других подверженных пожарам экосистем, и дополнительный углерод, хранящийся в почвах и деревьях в течение длительного периода между пожарами, обычно превышает потери от пожаров. В течение последних 6000 или около того лет эта тонкая взаимосвязь между поглощением и выделением углерода была довольно стабильной, и бореальные леса служили глобально важным поглотителем углерода.

Но глобальное потепление, которое особенно заметно в высоких широтах северного полушария, угрожает равновесию. Резкое повышение температуры удлинило сезон пожаров и увеличило частоту и серьезность лесных пожаров, и появляется все больше свидетельств того, что по мере сокращения интервала между пожарами из органических почв в бореальных лесах выделяется больше углерода, чем могут реабсорбировать экосистемы.

Вот тут-то и появляется последнее исследование в области науки. Исследователи, в основном базирующиеся в Китае, использовали спутниковые наблюдения за шлейфами дыма от лесных пожаров для поиска угарного газа, который невидим невооруженным глазом, но проявляется в определенных инфракрасных длинах волн. Угарный газ сам по себе не является парниковым газом, но если вы знаете, сколько его там, вы также можете сделать вывод о количестве углекислого газа в дыме лесных пожаров.

Фото: permartmuseum.com

Это контрастирует с более традиционными методами, используемыми в современных моделях выбросов лесных пожаров. Они также используют спутники, но регистрируют на активные пожары или выгоревшие участки, просто сравнивая изображения до и после. Затем они учитывают ряд предположений о том, сколько растительности обычно потребляется и сколько углерода выбрасывается на площадь различных типов растительности и сожженной почвы.

Хотя этот новый метод угарного газа имеет свои собственные неопределенности, он обеспечивает независимые и более прямые оценки выбросов лесных пожаров. Это также может дать нам более подробное представление о различиях в выбросах углерода от лесных пожаров между различными экосистемами.

Новое исследование показало значительное увеличение выбросов от бореальных пожаров за последние два десятилетия. Ситуация была особенно драматичной в 2021 году, когда они составили рекордные 23% глобальных выбросов углерода от лесных пожаров, что более чем вдвое превышает их вклад в обычный год. Если эта тенденция сохранится, бореальные леса очень скоро могут стать доминирующим источником глобальных выбросов от сжигания биомассы, обогнав по глобальному значению пресловутые тропические пожары на торфяниках (например, пожары в Индонезии в 2015 г).

Сезон пожаров 2021 года стал особенно экстремальным из-за одновременно жарких и сухих условий как в Северной Америке, так и в северной Европе и Азии. Если такие погодные условия станут более частыми, что приведет к большему количеству пожаров в бореальных регионах, эти леса могут достичь «переломного момента лесных пожаров». Исследование, посвященное изучению экстремальных пожаров 2014 года в бореальных районах на северо-западе Канады, показало, что некоторые районы уже превращаются из поглотителей углерода в чистые источники выбросов. Это новое исследование, охватывающее весь бореальный биом, предполагает, что эта экосистема в целом — от Сибири до Канады — быстро приближается к переломному моменту.

Авторы:

Тадас Никоновас, научный сотрудник географического факультета Университета Суонси;

Стефан Х Дорр, профессор географии и директор Центра изучения лесных пожаров Университета Суонси.