Ученые исследуют прогнозирование лесных пожаров и их долгосрочные последствия

Ученые Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL) Министерства энергетики США работают над пониманием и прогнозированием лесных пожаров, их влияния на углеродный цикл и биоразнообразие. Актуальность исследований подчеркивает сезон пожаров 2023 года в Канаде, когда за два месяца сгорело более 25 миллионов акров земли, дым достиг Нью-Йорка и Европы.

Исследования сосредоточены на нескольких практических аспектах. Ученый ORNL Анриетт "Йетта" Ягер изучает, как выборочное прореживание лесов может одновременно снижать пожарную опасность и обеспечивать сырье для биотоплива. Она и коллеги разработали основу для принятия решений по управлению лесами и тактике тушения, что поможет защитить виды, вынужденные мигрировать от огня. «Изменение климата меняет режим пожаров — их частоту, размер и интенсивность, что повлечет крупные сдвиги в растительности и повлияет на виды животных», — отмечает Ягер.

Изучение данных в богатой углеродом арктической тундре

Ученый ORNL Фернанда Сантос исследует влияние пожаров на углеродный цикл, включая последствия повторяющихся возгораний. Её работа оценивает, как пожары могут как высвобождать углерод, усугубляя потепление, так и влиять на способность экосистем его удерживать. Почвы мира содержат более 3 гигатонн углерода, и около 70% их верхнего слоя когда-либо подвергались воздействию огня. В специальном выпуске журнала Functional Ecology Сантос и коллеги указывают, что изменения в режиме пожаров могут ускорять переход от лесных к кустарниковым экосистемам и снижать растительное разнообразие, отбирая растения с такими признаками, как толстая кора и быстрое прорастание.

В рамках проекта NGEE Arctic Сантос изучает экологию нарушений (пожары, вспышки вредителей) в Арктике, анализируя химический состав верхнего слоя почвы, который изолирует богатый углеродом слой вечной мерзлоты.

Уточнение крупномасштабных климатических моделей

Сантос также помогает усовершенствовать крупномасштабные климатические модели, такие как Energy Exascale Earth System Model, чтобы лучше учитывать различные формы углерода от пожаров, например, обугленную биомассу (сажу и древесный уголь). Для улучшения качества данных она и коллега Цзяфу Мао создали Сеть баз данных по пожарам (Fire Community Database Network), призванную объединить информацию от ученых и управляющих землями. «Наша работа в Арктике направлена на понимание того, что может произойти с богатыми углеродом почвами. Мы моделируем углеродный цикл, и моя задача — снизить неопределенность этих моделей с помощью полевых данных о прошлых пожарах», — поясняет Сантос.