Как крупный лесной пожар 2014 года в Швеции повлиял на экосистему

Шведские исследователи, в том числе из Уппсальского университета, четыре года собирали данные с территорий, пострадавших от крупного лесного пожара 2014 года. Изучая, как изменилась экосистема в целом, они обнаружили, что качество воды в водотоках быстро вернулось к норме, а лесные районы продолжали терять углерод в течение многих лет после пожара.

Последствия крупных лесных пожаров в Северной Европе остаются малоизученными. Чтобы исправить это, исследователи из Уппсальского университета, Шведского университета сельскохозяйственных наук (SLU) и Шведского метеорологического и гидрологического института (SMHI) решили выяснить, сколько углерода и питательных веществ выбрасывается в атмосферу и водотоки во время пожаров и как быстро экосистема возвращается к прежнему состоянию. Результаты представлены в научном журнале Biogeosciences.

Пожар 2014 года в провинции Вестманланд был особенно сильным, выгорели как леса, так и заболоченные земли. Деревья уцелели лишь на немногих участках.

"Однако при пожарах в хвойных лесах углерод выделяют не деревья. Сгорает лишь часть хвои и мелких веток на деревьях, в то время как около 90% потерь приходится на органическую почву, так называемый гумусовый слой. Осушенные торфяники, которые высушивают большое количество органического материала в почве, являются, таким образом, крупными точечными источниками выбросов. Это делает важным измерение глубины прогорания грунта для оценки выбросов углерода после пожара. У нас была возможность сделать это на большой территории в Вестманланде", — говорит исследователь из Уппсальского университета Густаф Гранат, ведущий автор исследования.

Потеря гумусового слоя высвобождает из леса большое количество углерода и азота и создает риск вымывания других питательных веществ после пожара. Поэтому важно, чтобы растительность могла быстро восстановиться для удержания питательных веществ и восстановления почвенного углерода.

Результаты из Вестманланда показывают, что во время пожара в атмосферу терялось от 145 до 160 тонн CO₂ на гектар. Для всей выгоревшей площади это эквивалентно 10% ежегодных выбросов углекислого газа от внутреннего транспорта Швеции. Из-за отсутствия растительности после пожара почва продолжала терять углерод в последующие годы, а чистое поглощение углерода впервые было отмечено лишь в летний месяц спустя три года после пожара. Исследователи опасались значительных потерь углерода в водотоки, но не смогли наблюдать такого дополнительного выноса углерода в ручьи при сравнении условий до и после пожара.

Однако количество питательных веществ, таких как азот и фосфор, в ручьях и озерах после пожара увеличилось, достигнув пика через один-два месяца, а затем со временем снизилось. Для многих из этих веществ вынос в первый год после пожара был примерно в пять раз выше, чем до него; однако большинство значений вернулось к норме через один-два года после пожара.

"Это быстрое вымывание питательных веществ после пожара связано с отсутствием растительности, которая могла бы поглощать вещества, а также с большим высвобождением веществ во время горения органической почвы. Без живой растительности и органической почвы сток воды в ручьях увеличился на 50%", — объясняет Стефан Кёлер, профессор экологической геохимии SLU, который инициировал измерения качества воды сразу после пожара.

Другие исследования показали, как восстанавливалась растительность на месте пожаров и как восстанавливались запасы углерода и питательных веществ. Скорость этого процесса и влияющие на него параметры определят, могут ли леса Швеции стать долгосрочными источниками CO₂ для атмосферы, и это исследователи намерены продолжать изучать в данном районе.

"Хотя мы теперь знаем больше о том, сколько и куда исчезает углерод и питательные вещества при пожарах, не менее интересно, что происходит дальше. Много углерода связано в мертвых деревьях, которые скоро начнут разлагаться, в то же время почва и растительность будут накапливать новый углерод и восстанавливать запасы азота. Важно следить за этим, чтобы понимать, как страдают наши леса, когда они горят", — говорит Густаф Гранат.