Исследователи установили, что интенсивные летние дожди в сибирской тайге вызывают резкий рост выбросов углекислого газа из почвы. Ключевым фактором оказался тип напочвенного покрова: в сосняках с зеленым мхом эмиссия CO₂ увеличивалась примерно в 2 раза, а на участках с лишайниками – скачкообразно, в 3-4 раза выше фоновых значений. Эти важные выводы открывают путь к прогнозированию реакции лесных экосистем на глобальные климатические сдвиги и разработке научно обоснованных стратегий сохранения их углерододепонирующей функции. Работа, выполненная при поддержке Российского научного фонда (РНФ), представлена в журнале «Лесоведение».
Леса: легкие планеты и хранилища углерода
Леса выполняют незаменимую роль как источник кислорода и как гигантское хранилище углерода, извлеченного из атмосферы. В сибирской тайге лишь около 20% углерода сосредоточено в живой биомассе (растениях, животных, микроорганизмах), тогда как свыше 60% его запасов надежно удерживается почвой. Климатические изменения, включая рост температур, засухи и экстремальные осадки, серьезно нарушают баланс газообмена – процессы поглощения CO₂ растениями и выделения кислорода. Тревожные данные указывают, что за последние три десятилетия способность северных лесов поглощать углерод снизилась на 36%. Значимый вклад в этот дисбаланс вносит эффект Бирча – внезапные выбросы почвенного углекислого газа после сильных ливней, дополнительно «подогревающие» атмосферу. Хотя феномен известен с середины XX века, его особенности в различных типах леса изучены недостаточно глубоко.
Исследование эффекта Бирча в Сибири
Ученые Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН (Красноярск) совместно с коллегами из Сибирского федерального университета провели сравнительный анализ эффекта Бирча в сибирских лесах. Объектом изучения стали два типичных для региона сосновых участка вблизи обсерватории ZOTTO (Красноярский край), различающихся преобладающим напочвенным покровом: один – лишайниковый, другой – с зеленым мхом. Наблюдения велись на протяжении летних месяцев 2024 года. Для измерений авторы использовали современный инфракрасный газоанализатор, что позволяет сопоставлять полученные данные с мировыми исследованиями в различных лесных биомах.
Методика и ключевые измерения
На экспериментальных площадках исследователи установили специальные пластиковые кольца, куда помещались измерительные приборы. В течение всего летнего сезона команда регулярно фиксировала: * Интенсивность выбросов углекислого газа из почвы; * Величину обменных потоков CO₂ (разницу между поглощением и выделением); * Температуру и влажность почвы на глубине 5-10 см.
Роль мха и лишайников в углеродном обмене
Анализ данных выявил впечатляющую разницу в реакции почв на осадки. На участках с лишайниками после сильного дождя эмиссия CO₂ взлетала в среднем в 4,5 раза, а возвращение к исходному уровню занимало до 13 часов. В лесах с зеленым мхом выбросы росли лишь в 2,5 раза и стабилизировались уже через 3 часа. Ученые объясняют это тем, что мох действует как эффективный природный изолятор. Его слой, достигающий 20 см толщины, подобен губке: он отлично удерживает влагу, предотвращая резкое промачивание почвы и обеспечивая плавное изменение микроклимата даже после ливней.
Лишайники же, напротив, легко пропускают воду. Она быстро проникает в почвенные поры, вытесняя накопленный газ. Дополнительным фактором усиления выбросов в лишайниковых сосняках стали значительные колебания температуры почвы: весной прогрев здесь шел быстрее, к середине лета грунт был теплее на 2,5°C, чем под мхом, а осенью стремительно остывал.
Перспективы для климатических прогнозов
Полученные результаты имеют огромное практическое значение для прогнозирования реакции лесных экосистем на меняющийся климат. Эта информация критически важна для разработки научно обоснованных рекомендаций по устойчивому лесопользованию, направленному на сохранение ключевой биологической функции лесов – долгосрочного улавливания и хранения атмосферного углекислого газа.
Планы на будущее
«Мы намерены углубленно изучать углеродные потоки в напочвенном покрове и эффект Бирча в сибирских лесах, – делится планами руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Анастасия Махныкина, к.б.н., научный сотрудник лаборатории экспериментальной и прикладной экологии Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, старший научный сотрудник лаборатории биогеохимии экосистем СФУ. – Следующий этап – исследование нарушенных территорий, пострадавших от масштабных пожаров или вырубок, либо их комбинации. Например, на вырубках отсутствуют крупные деревья, но сохраняется напочвенный покров. Крайне важно понять, какие процессы газообмена происходят в таких условиях».
Источник: indicator.ru
