Лесные пожары, распространяющиеся по обширным бореальным лесам Аляски, Канады, Скандинавии и России, оказывают более значительное влияние на климат, чем предполагалось ранее. Новое исследование, проведённое специалистами Калифорнийского университета в Беркли, выявило, что северные пожары способны выбрасывать в атмосферу гораздо больше углерода, чем показывают существующие оценки.

Особенности горения в бореальных лесах

В отличие от пожаров в других регионах, в бореальных лесах огонь затрагивает не только деревья, но и глубокие слои почвы, богатые органическим веществом. В этих регионах часто встречаются торфяники — почвы, содержащие частично разложившиеся растительные остатки, которые накапливались сотни и тысячи лет. Из-за холодного и влажного климата разложение органики происходит медленно, что приводит к накоплению значительных запасов углерода под землёй.

Недооценка выбросов в существующих моделях

Многие широко используемые модели, оценивающие выбросы углерода от лесных пожаров, не учитывают в полной мере подземное горение. Большинство моделей основываются на спутниковых наблюдениях видимых очагов и ориентированы на пожары в более низких широтах. В результате они могут не фиксировать медленные, малозаметные пожары, тлеющие глубоко в торфяниках и органических почвах. Такие пожары способны тлеть неделями и даже годами, выбрасывая в атмосферу значительные объёмы древнего углерода.

Анализ пожаров в Швеции

В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, были проанализированы 324 лесных пожара, произошедших в Швеции в 2018 году. Учёные объединили национальные лесные данные с прямыми полевыми измерениями, чтобы восстановить объёмы выброшенного каждым пожаром углерода и создать подробную карту выбросов. Анализ показал, что местные условия — климат, растительность и характеристики почвы — существенно влияют на количество углерода, хранящегося в лесах и выделяемого при пожарах.

Сравнение реконструированных данных с шестью глобальными моделями лесных пожаров выявило значительные расхождения. В некоторых районах модели переоценивали выбросы, а в других, особенно там, где огонь проникал глубоко в почву, выбросы были сильно недооценены. Например, в уезде Даларна выбросы углерода были занижены в 14 раз по сравнению с фактическими данными.

Методика измерения выбросов

Для определения объёма углерода, выделяемого из почвы при пожарах, команда собрала данные с 50 участков, пострадавших от огня в 2018 году. На каждом участке измерялась толщина органического слоя почвы и отбирались образцы. Сравнивая уровень углерода в сгоревшей почве с образцами из соседних нетронутых лесов, исследователи рассчитали объём выброшенного углерода.

Перспективы дальнейших исследований

В настоящее время группа работает с коллегами из других институтов в рамках Western Fire & Forest Collaborative, чтобы применить аналогичные методы в лесах западной части США. Несмотря на то, что в западных лесах США обычно нет таких толстых торфяных почв, как на севере, на выбросы при пожарах влияют и другие факторы: климатические условия, типы деревьев и растительности, состояние почвы. Планируется также изучить роль почвенных микробов — бактерий и грибов — в восстановлении лесов после пожаров.

Значение для оценки климатических рисков

Леса южных и северных широт различаются по внешнему виду, но их объединяет общий углеродный баланс. Более точное понимание циркуляции углерода между сушей и атмосферой позволит лучше прогнозировать последствия будущих пожаров в условиях потепления климата и разрабатывать более эффективные стратегии снижения климатических рисков для общества.