Как изменение климата и пожары формируют леса будущего

Лесные пожары уже представляют глобальную угрозу, но с прогрессирующим изменением климата мир, вероятно, находится лишь в начале эпохи более частых и масштабных возгораний. Многие деревья имеют естественные адаптации к огню, например, толстую кору или шишки, раскрывающиеся от жара, что обеспечивает быстрое восстановление леса.

Для понимания сложного взаимодействия между климатом, пожарами и лесными экосистемами требуются сложные имитационные модели. Учёные из Технического университета Мюнхена (TUM) разработали метод, использующий искусственный интеллект для расширения возможностей таких моделей. Глубокая нейронная сеть обучается имитировать поведение экосистемы в ответ на различные воздействия, что позволяет проводить детальное моделирование на огромных территориях с минимальными вычислительными затратами.

Исследователи применили эту модель для прогнозирования судьбы лесов в «Большой экосистеме Йеллоустоуна» — районе площадью около 8 млн гектаров, включающем знаменитый национальный парк. Согласно моделированию, к концу века от 28 до 59% нынешних лесов региона могут исчезнуть из-за пожаров и последующей неудачной регенерации. Наиболее уязвимы леса субальпийского пояса у границы леса и территории Йеллоустонского плато.

Регенерация леса находится под угрозой по нескольким причинам: большие пожары увеличивают расстояние между уцелевшими деревьями, что сокращает количество семян на земле; жаркий и сухой климат губит молодые побеги; а частые пожары не дают деревьям достичь возраста семеношения. К 2100 году экосистема может измениться сильнее, чем за последние 10 000 лет, что приведёт к потере углерода, хранящегося в лесах, и серьёзно повлияет на биоразнообразие и рекреационную ценность ландшафта. В дальнейшем команда планирует использовать ИИ для оценки долгосрочного воздействия климатических изменений на леса Европы.