Красноярские учёные совместно с зарубежными коллегами описали последовательность событий, которые происходят в экосистеме вечной мерзлоты в Сибири после лесного пожара. Как выяснилось, процесс восстановления занимает около ста лет и оказывает влияние на цикл углерода. Чем опасно изменение климата и можно ли восстановить экосистему, корреспондент «АиФ-Красноярск» узнал у ученых.
Многослойный торт
«Зона многолетней мерзлоты занимает около четверти наземной территории северного полушария. Вечная мерзлота в разрезе похожа на многослойный торт. В глубине, у основания, несколько сотен метров многолетнемёрзлой породы. У поверхности - слой замороженной земли, поверх которой лежит активный, ежегодно оттаивающий почвенный слой и мох. Украшением всей конструкции служат деревья. Наиболее распространённый вид деревьев в зоне вечной мерзлоты - лиственница. Обитатели северных широт используют короткий промежуток времени с конца мая до начала сентября для роста и развития», - рассказал руководитель группы научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН Егор Задереев.
«Жизнь этой сложной системы зависит от многих факторов. Один из немаловажных - пожары. По данным учёных, в южной части пояса вечной мерзлоты большие пожары случаются каждые 70-80 лет.
Чем ближе к северной границе произрастания деревьев, тем они реже. По прогнозам, изменение климата приведёт к увеличению числа возгораний. После пожара мерзлота, лишённая защитного слоя лесной растительности, оттаивает глубже. С восстановлением экосистемы глубина активного слоя уменьшается. Однако до недавнего времени о скорости восстановления мерзлоты и особенностях этого процесса было известно немного».
Защитный мох
Красноярские учёные вместе с коллегами из Великобритании, Швейцарии и Чешской Республики разработали оригинальный подход к реконструкции последовательности событий, которые происходят после пожара с лесными экосистемами в зоне сплошного распространения многолетней мерзлоты. Они решили использовать для этого годичные кольца из подземной части лиственниц. Их идея была очень простой. После пожара семена лиственниц начинают прорастать прямо на поверхности почвы. Один из основных компонентов лесоболотной экосистемы - мох, который, как и деревья, растёт вверх. Постепенно ствол дерева зарастает слоями мха и погружается в зону низких температур, где его рост останавливается. Если раскопать образовавшийся за десятки лет мох и посмотреть на годичные кольца дерева на разной глубине, можно определить, с какой скоростью шло восстановление мерзлоты.
В качестве реперной точки учёные использовали деревья на участке, который полностью выгорел более ста лет назад, в 1899 году. За это время мох вырос почти на полметра, погребая нижнюю часть деревьев. Кроме информации о толщине годичных колец дерева на разной глубине, учёные измерили температуру почвы на разной глубине и оценили толщину активного слоя в местах недавних пожаров. Сопоставив все данные, исследователи смогли восстановить последовательность событий, которые происходят в тундре после пожара.
В течение первых 10 лет всходит около половины деревьев, которые будут расти на новом месте. В это же время почва, лишённая защиты в виде мха и растений, ежегодно оттаивает на 1,5-2 метра. Такие условия благоприятствуют бурному росту деревьев и установлению свежего покрова из мха. В это же время в экосистеме происходит активный процесс выделения углерода, связанный с жизнедеятельностью бактерий. Этот период длится около 20-30 лет. Дальше, когда весь слой почвы покрывается мхом, глубина оттаивания резко уменьшается. Деревья и мох продолжают расти, и образовавшееся органическое вещество начинает накапливаться. В результате нарастает прежний слой замороженного торфа. Весь процесс восстановления длится чуть больше ста лет.
