Лесные пожары и рубки стремительно меняют лицо сибирской тайги, дестабилизируют лесные экосистемы и нарушают биогеохимические процессы. По оценкам, леса, которые служат поглотителями углерода, в дальнейшем могут стать дополнительным источником его поступления в атмосферу. На фоне климатических изменений исследователи Красноярского научного центра СО РАН пытаются понять, как пожары и рубки влияют на потоки углерода. О проекте по изучению вклада нарушенных территорий в эмиссию или процесс выделения парниковых газов с поверхности почвы, поддержанном Российским научным фондом (номер 24-74-00159), рассказывает руководитель проекта Анастасия Махныкина, кандидат биологических наук, научный сотрудник Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН.

В чем основная идея вашего проекта?

Сибирский лес — это не локальное явление, а часть мировых лесов. Мы работаем в бореальной зоне — одном из самых уязвимых регионов планеты к климатическим изменениям. Суть проекта в том, чтобы с помощью прямых измерений выяснить, как сильно нарушенные участки леса — вырубленные и пострадавшие от пожаров — изменяют углеродный баланс. Мы сравниваем их с контрольными, ненарушенными участками и фиксируем эмиссионные потоки углекислого газа.

Насколько сильно изменяются потоки углекислого газа после пожаров и рубок?

Наши исследования, в том числе данные с 2019 года, показывают: в зависимости от времени после пожара, скорость выделения углекислого газа из почвы заметно снижается и восстанавливается только спустя 30 и более лет. Это не просто локальная проблема — ведь частота пожаров растёт не только в России, но и по всему миру, а леса не успевают восстанавливаться. В случае вырубок мы также фиксируем интенсивные изменения. Особенно в районах, таких как Туруханский или Енисейский, где ведётся активная лесозаготовка. Эти изменения влияют на климатическую стабильность всего региона.

Вы сказали, что после пожара поток углекислого газа снижается. Разве это не хорошо? Ведь это парниковый газ, влияющий на изменение климата.

Снижение потока углекислого газа после пожара — не признак улучшения, а тревожный сигнал о разрушении экосистемы. Поток — это не только выделение, но и поглощение газов. В нашем случае, снижение выделения углекислого газа может говорить о том, что экосистема, пройденная интенсивным пожаром, становится слабым дополнительным источником углекислого газа в атмосферу, поскольку большая часть фотосинтезирующей растительности, как и напочвенный покров, выгорели. И чем дольше лес восстанавливается, тем хуже это для углеродного баланса территории.

Как проходят ваши полевые исследования? Какие методы используются?

Полевой сезон длится с июня по октябрь, в бесснежный период. Мы добираемся по Енисею до стационара «Зотино» — это международный научный проект с высотной измерительной мачтой. Станция находится в 25 километрах от деревни. Оттуда регулярно выезжаем на пробные участки и проводим измерения. Для оценки эмиссий углекислого газа используем инфракрасный газоанализатор с темновой камерой. С его помощью можем измерить и оценить «дыхание» с поверхности почвы и напочвенного покрова – выделение углекислого газа. Также фиксируем температуру и влажность почвы. Замеры проводим раз в 10 дней, а в случае суточных циклов оставляем приборы в лесу на сутки. Однажды замеряли суточный цикл самостоятельно — вручную. Тогда мы буквально двое суток находились с лесу с небольшими перерывами.

Какие сложности или неожиданности поджидают исследователей в таких условиях?

Конечно, сибирская тайга — это вызов: комары, мошка, тяжёлая аппаратура. Но к этому привыкаешь. Работаем всегда в паре, чтобы обеспечить безопасность и облегчить транспортировку приборов. Станция обустроена, палатки не ставим, поэтому бытовых проблем нет. Самым неожиданным событием, пожалуй, стало Северное сияние — невероятное зрелище, которое мы несколько раз наблюдали прямо со станции.

Что показали первые результаты?

Мы исследуем разные типы нарушений и напочвенного покрова в сосновых биогеоценозах: лишайниковые и моховые синузии. Синузия — это совокупность представителей одного вида или сходных видов в напочвенном покрове. За летний сезон 2024 года были получены суточные и сезонные циклы изменения скорости выделения углекислого газа со всех экспериментальных участков, а также проведена оценка влияния факторов среды на формирование потока углекислого газа с поверхности почвы. Установлено, что для лишайниковой синузии в большей степени негативное воздействие оказал интенсивный пожар, а для моховой синузии – объединенное влияние двух факторов привело к минимальным величинам эмиссионного потока, как для зеленых, так и для сфагновых мхов.

Есть ли разница между воздействием пожаров и вырубок на эмиссию?

Да, и она существенна. При пожарах происходит существенное повреждение как древостоя, так и напочвенного покрова, и почвы. В момент пожара происходит интенсивное выделение углекислого газа в атмосферу, что локально меняет баланс углерода территории, превращая ее в источник углекислого газа. Затем сгоревшая растительность переходит в мортмассу и становится пригодна для разложения. По сути рубки имеют в конечном итоге те же последствия, а именно территория переходит из стока в источник углекислого газа, однако механизм нарушения отличается, при рубках происходит удаление заготовленной древесины с территории, при этом повреждается напочвенный покров.

Могут ли леса восстановиться и вернуться к исходному углеродному балансу?

По нашим данным — да, но процесс восстановления может занимать несколько десятилетий. Это при условии, что участок больше не подвергается воздействиям. Сейчас особенно важно наблюдать за тем, как восстанавливаются экосистемы, пострадавшие от одновременного воздействия пожаров и рубок. Имея на руках данные, мы сможем точнее оценить сроки и условия для восстановления.

Каковы долгосрочные цели проекта?

Мы стремимся дать научно обоснованные рекомендации для управления лесами в бореальной зоне. Речь идёт не о том, чтобы прекратить рубки или пожары — это невозможно, — а о понимании масштабов их воздействия. Оценить, насколько процессы губительны для таких территорий, и попытаться снизить последствия. Наши данные помогут в разработке лесоклиматических проектов, направленных на устойчивое использование ресурсов и сохранение углеродного баланса. Тайга говорит с нами на языке цифр — мы должны научиться её слушать.