Пожары и вырубки по-разному влияют на почву сибирских сосновых лесов. Многое зависит от того, что растёт на её поверхности. Учёные выяснили, что сильнее всего после пожара страдают участки с лишайниками, а территории с мхами оказываются устойчивее. Учёт этих особенностей позволит точнее оценивать последствия пожаров и вырубок, понимать, как разные участки леса будут восстанавливаться и разумнее походить к лесопользованию. Результаты исследования опубликованы в журнале Climate.

Леса играют важную роль в глобальном углеродном цикле. Углеродный баланс леса определяется тем, сколько углекислого газа поглощается и сколько выделяется обратно в атмосферу. Одним из источников потерь углерода в лесной экосистеме является почвенное дыхание — выделение углекислого газа в процессе жизнедеятельности корней растений и почвенных микроорганизмов. Но эта способность сильно зависит от стабильности экосистем. Пожары и рубки нарушают состояние почвы и влияют на скорость выделения углерода.

Учёные Красноярского научного центра СО РАН совместно с коллегами из Сибирского федерального университета и Университета штата Северная Каролина (США) определили, как пожары и вырубки влияют на выделение углекислого газа из почвы в сосновых лесах центральной тайги Сибири. Специалисты измерили дыхание почвы, являющееся естественной частью углеродного цикла леса. Растения поглощают углекислый газ из атмосферы, а почва возвращает часть углерода обратно в виде углекислого газа. Когда экосистема здорова, эти процессы находятся в равновесии. Снижение почвенного дыхания после пожара или вырубки говорит о том, что пострадали корни растений, микроорганизмы и органический слой почвы. По выделению углекислого газа из почвы можно оценить, насколько сильно нарушение повлияло на состояние лесной экосистемы.

Оказалось, что пожар сильнее всего сказывается на участках с лишайниками. Даже через шесть лет после пожара выделение углекислого газа из почвы на этих участках было примерно на 75% ниже, чем в ненарушенном лесу. В целом на всех нарушенных участках с преобладанием лишайников сезонный поток углерода оставался как минимум в два раза ниже по сравнению с ненарушенным лесом.

Для участков с зелёными мхами наиболее разрушительной оказалась сплошная вырубка: после неё выделение углерода снижалось на 40–60%. Сфагновые мхи практически одинаково реагировали на пожар и на вырубку. После пожара в участках со сфагнумом выход углерода был на 40% ниже, чем в ненарушенном лесу, а при сочетании пожара и вырубки снижение в среднем достигало 62%.

Моховые участки оказались более устойчивыми к нарушениям, чем лишайниковые. Специалисты считают, что причиной такого поведения является, в частности, способность мхов удерживать больше влаги и сохранять более благоприятные условия для почвенных процессов. На участках со мхами почва была более влажной, а моховой покров — более плотным. Это могло смягчить последствия нарушений, сохранить биологическую активность почвы и способствовать более быстрому восстановлению.

«Наша работа показала, что последствия лесных нарушений нельзя оценивать только по площади пожара или вырубки. Важны и особенности самого леса, в том числе тип напочвенного покрова, который играет важную роль в устойчивости экосистемы к нарушениям. Это необходимо учитывать при оценке состояния и восстановления сибирских лесов. Лесные пожары и вырубка лесов становятся всё более частыми и масштабными, представляя значительную угрозу для повседневной жизни человека и изменяя экологические процессы и запасы углерода. В будущем мы планируем масштабировать исследования. Полученные данные помогут в разработке лесоклиматических проектов, направленных на устойчивое использование ресурсов и сохранение углеродного баланса», — комментирует одна из авторов исследования Анастасия Махныкина, кандидат биологических наук, научный сотрудник Института леса им. В.Н. Сукачёва СО РАН.

Полученные данные имеют прямое отношение к современной ситуации в Сибири, где лесные пожары и вырубки являются основными разрушительными факторами. За последнее десятилетие от огня пострадало 6 млн гектаров сибирских лесов — вдвое больше, чем за предыдущее десятилетие, а на долю региона приходится 10% общенационального объёма заготовки древесины.