В западных штатах США наблюдается рост числа разрушительных лесных пожаров, что связано со столетним подавлением огня, глобальным потеплением и засухой. Для борьбы с этой проблемой специалисты по управлению лесами используют такие методы, как предписанные выжигания, прореживание, мульчирование, а также сбор и сжигание древесного мусора. Эти меры направлены на снижение количества горючего материала – живых и мертвых деревьев, хвои, листьев и упавших веток, – который способствует интенсивному распространению лесных пожаров. Цель состоит в том, чтобы снизить уровень горючих материалов, уменьшить плотность крон деревьев и защитить огнестойкие деревья, способствуя созданию более здоровых и устойчивых лесов.
Однако усилия по предписанному выжиганию не успевают за быстрым накоплением горючего материала на поверхности, создавая «дефицит огня» – разрыв между количеством накопившегося топлива и усилиями по управлению огнем, необходимыми для его уменьшения, – что повышает риск возникновения сильных лесных пожаров.
Предписанные пожары в западной части США являются важным инструментом управления лесами и снижения риска лесных пожаров, но они также влекут за собой значительные социальные и экологические последствия. Эти контролируемые выжигания могут выйти из-под контроля и превратиться в лесные пожары, ухудшить качество воздуха, снизить видимость и создать серьезную угрозу для здоровья, особенно для органов дыхания. В Тихоокеанском Северо-Западном регионе выбросы от предписанных пожаров связывают с сотнями смертей, тысячами респираторных заболеваний и значительными потерями рабочих дней из-за плохого качества воздуха.
Кроме того, деятельность человека, такая как вырубка лесов и лесозаготовки, а также вредители, засуха и крупные лесные пожары высокой степени опасности, снижают способность лесов поглощать и накапливать углерод, что необходимо для снижения уровня CO2 в атмосфере. Эффективное управление лесными пожарами является ключом к снижению рисков, сокращению выбросов углерода и увеличению его накопления для борьбы с глобальным потеплением.
На протяжении тысячелетий коренные народы западной части США играли жизненно важную роль в управлении лесами и пожарами, формируя экосистемы с помощью таких методов, как контролируемые выжигания низкой интенсивности и сбор недревесных лесных продуктов для использования в качестве дров, строительных материалов, предметов культуры и инструментов. Эти традиции лежат в основе современных методов управления лесами (например, предписанное выжигание и сбор с последующим сжиганием), но в настоящее время изучается возможность физического сбора мертвой древесины без сжигания как способ снижения риска лесных пожаров и выбросов углерода.
Исследователи из Florida Atlantic University изучили, как удаление мертвой древесины может снизить риски лесных пожаров и увеличить накопление углерода в Сьерра-Неваде. Исследование было посвящено влиянию физического сбора – удаления определенных размеров мертвых и упавших веток и деревьев – на поведение лесных пожаров и выбросы углерода. Исследователи также изучили, какие стратегии управления лесами, особенно те, которые включают комбинации обработки топлива, наиболее эффективны для снижения рисков лесных пожаров, увеличения накопления углерода и содействия долгосрочной устойчивости лесов.
Команда смоделировала эффекты восьми различных методов управления лесами, чтобы увидеть, как они влияют на риски лесных пожаров. Наряду с «контрольным» сценарием, который включал только лесные пожары, методы обработки включали прореживание, физическое удаление поверхностного топлива и предписанное выжигание, по отдельности или в сочетании.
Исследование, опубликованное в Journal of Environmental Management, показало, что сочетание физического сбора с прореживанием значительно снижает риски, такие как гибель деревьев и верховые пожары, одновременно снижая выбросы углерода и обеспечивая связывание углерода с помощью таких продуктов, как биоуголь (древесный уголь, созданный путем нагревания органического материала в среде с низким содержанием кислорода), используемый для хранения углерода и улучшения почвы.
Профессор факультета наук о Земле в Charles E. Schmidt College of Science FAU, соавтор исследования Скотт Х. Марквит, отмечает, что в условиях потепления климата, частой опасной пожарной погоды, увеличения числа людей и строений, находящихся под угрозой на границе между дикой природой и городской средой, риска для здоровья от воздействия дыма и необходимости увеличения связывания углерода для смягчения последствий глобального потепления, ученым необходимо изучить эффективные альтернативные меры управления. Он считает, что, сочетая физический сбор с прореживанием – удалением небольших или уязвимых для огня деревьев, – можно помочь восстановить здоровые, устойчивые леса. Этот подход, в сочетании с преобразованием древесины в продукты, накапливающие углерод, а не сжиганием ее, может снизить серьезность лесных пожаров, выбросы дыма и углерода, а также создать углеродные кредиты.
Результаты исследования дают важную информацию для разработки стратегий управления лесами, которые снижают риски лесных пожаров, сокращают выбросы углерода и увеличивают его накопление в лесах.
Ведущий автор исследования, доктор философии, выпускник аспирантуры факультета наук о Земле FAU под руководством Марквита и научный сотрудник Университета Джорджии Рабиндра Параджули, отмечает, что со временем повторные обработки по снижению количества топлива, такие как предписанные выжигания, могут выделять больше углерода, чем один лесной пожар в необработанном лесу. Однако, собирая мертвую древесину и превращая ее в биоуголь – стабильную форму углерода, – можно сократить выбросы. Этот процесс не только смягчает воздействие на здоровье, но и увеличивает связывание углерода, помогая компенсировать последствия изменения климата и способствуя созданию более здоровых лесных экосистем.
Долгосрочные исследования, включая имитационное моделирование и полевые эксперименты, будут играть решающую роль в оценке эффективности этого подхода с течением времени, при повторных обработках и в различных типах лесов. Это исследование будет особенно ценным для изучения его потенциала для восстановления исторических режимов лесных пожаров, способствуя здоровью и устойчивости лесов в западной части США.
