​Экологи реконструировали влияние лесного пожара на глубину сезонного оттаивания вечной мерзлоты в Центральной Сибири. Для этого ученые использовали метод дендрохронологии – изучения структуры древесных колец – применительно к корням деревьев.

Поскольку зона мерзлоты занимает больше половины территории России, ее оттаивание может привести к увеличению темпов изменения климата и непосредственно повлиять на жизнь людей, разрушая объекты инфраструктуры. Исследование поддержано грантом РНФ. Статья опубликована в журнале Science of The Total Environment.

Зона вечной мерзлоты занимает от 60 до 65% территории России и в основном распространена в Восточной Сибири и Забайкалье. Мерзлота особенно чувствительна к изменениям климата и все, что связано с ее режимом, может повлиять на людей, проживающих в зоне ее распространения. Например, она служит каркасом, который обеспечивает стабильность зданий, поэтому оттаивание многолетних мерзлых грунтов может привести к повреждению фундаментов сооружений. Кроме общего потепления и смещения гидрологических циклов, то есть круговорота воды в природе, на режим вечной мерзлоты влияют лесные пожары. Их частота и интенсивность, а также последующие изменения растительного покрова воздействуют на активный, подверженный сезонному таянию и замерзанию, слой почвы.

Экологи Сибирского федерального университета совместно с иностранными коллегами оценили изменения глубины сезонного оттаивания многолетней мерзлоты за период со времени последнего пожара, случившегося более ста лет назад, до сегодняшнего дня. Также они проследили за восстановлением растительности лесоболотной экосистемы. Для этого ученые использовали методы дендрохронологии: измеряли ширину годичных колец подземной части стволов пятнадцати лиственниц из зоны многолетней мерзлоты в Центральной Сибири. Общеизвестно, что такие кольца нарастают по-разному в зависимости от условий в течении года. Благодаря этому их клетки хорошо отражают изменения режима влажности и температуры. Исследователи определили годы прекращения активности клеток, формирующих древесные кольца, на разных уровнях подземной части деревьев и сопоставили их с толщиной активного слоя почвы. Они увидели, что после прохождения пожара и сжигания всей растительности в течение примерно 20 лет прямое проникновение солнечных лучей вызывало оттаивание верхнего слоя вечной мерзлоты. Постепенное восстановление флоры и накопление торфяного слоя запустило обратный процесс и привело к уменьшению глубины протаивания.

«Задача кажется локальной, но если принять во внимание площадь распространения мерзлоты в Северном полушарии, а также территорию, ежегодно проходимую лесными пожарами, то она переходит в разряд глобальных, — рассказал один из авторов работы, сотрудник СФУ и Института леса им. В.Н.Сукачева СО РАН Александр Кирдянов. — Особенно это актуально с учетом воздействия, которое пожары оказывают на экосистемы мерзлотной зоны, поскольку ее таяние влияет на глобальный цикл углерода и способствует высвобождению метана из почв».

Лиственичный лес в зоне многолетней мерзлоты.jpg 

Лиственичный лес в зоне многолетней мерзлоты (слева) и подземная часть дерева, заросшая мхом (справа). Александр Кирдянов.

Особенность этой работы заключается в том, что ученые применили стандартные методы исследования древесных колец, чтобы изучить необычный объект – корни деревьев. Это позволило решить нетривиальную задачу – оценить динамику толщины активного слоя почвы после прохождения лесного пожара. Обычно исследования послепожарного режима мерзлоты достаточно трудоемки и долговременны. Чтобы учесть влияние годичных изменений погоды, требуется подобрать ряд экосистем, горевших в разное время, и напрямую измерять глубины протаивания в течение нескольких лет. Другой способ – вести длительные наблюдения после прохождения пожара для одной экосистемы, как это делают, например, в Северной Америке. По кольцам корней деревьев ученым удалось восстановить динамику сезонного оттаивания многолетней мерзлоты за период более ста лет, то есть предложенный способ снимает необходимость длительных прямых наблюдений.

«Наша работа предлагает метод достаточно быстрой реконструкции влияния пожаров на экосистемы. Соответственно, его могут применять и другие научные группы», – заключил ученый.

В дальнейшем экологи планируют изучать реакцию древесной растительности на изменение климата. Также исследователей интересуют другие вопросы, связанные с применением метода древесных колец: особенности роста деревьев в зависимости от места произрастания с широким территориальным охватом от Европы до Якутии и Чукотки, реконструкция климата, его влияние на рост деревьев и так далее.

Работа выполнена совместно с учеными Кембриджского университета.

После пожара экосистемы северной тайги в Сибири восстанавливаются дольше ста лет.doc

Источники

Реконструировано влияние лесного пожара на вечную мерзлоту
Новости России и Мира (novostidny.ru), 07/12/2018
Реконструировано влияние лесного пожара на вечную мерзлоту
Novostival.ru, 06/12/2018
Реконструировано влияние лесного пожара на вечную мерзлоту
Индикатор (indicator.ru), 06/12/2018
Реконструировано влияние лесного пожара на вечную мерзлоту
Российский научный фонд (рнф.рф), 07/12/2018
Реконструировано влияние лесного пожара на вечную мерзлоту
Postsovet.ru, 08/12/2018
После пожара экосистемы северной тайги в Сибири восстанавливаются дольше ста лет
Наука в Сибири (sbras.info), 10/12/2018
Красноярские биологи изучили процесс восстановления деревьев после пожаров
Kgs.ru, 10/12/2018
Красноярские биологи изучили процесс восстановления деревьев после пожаров
Новости@Rambler.ru, 10/12/2018
Красноярские биологи изучили процесс восстановления деревьев после пожаров
Сибирское агентство новостей (sibnovosti.ru), 10/12/2018
Красноярские биологи изучили процесс восстановления деревьев после пожаров
REDom (redom.ru), 10/12/2018
Вечная мерзлота восстанавливается в тайге и тундре после пожаров более 100 лет
ИА Flashsiberia, 10/12/2018
Ученые по древесным кольцам выяснили, как восстанавливается вечная мерзлота после пожаров. Срок - век
ТРК 7 канал # Красноярск, 10/12/2018
Красноярский край. Красноярские биологи изучили процесс восстановления деревьев после пожаров
Природа Сибири (prirodasibiri.ru), 11/12/2018
После пожара экосистемы северной тайги в Сибири восстанавливаются дольше ста лет
Открытая наука (openscience.news), 10/12/2018
Вечная мерзлота восстанавливается в тайге и тундре после пожаров более 100 лет
БезФормата.Ru Красноярск (krasnoyarsk.bezformata.ru), 10/12/2018
После пожара экосистемы северной тайги в Сибири восстанавливаются дольше ста лет
Российский научный фонд (рнф.рф), 11/12/2018
Исследование. После пожара экосистемы северной тайги в Сибири восстанавливаются дольше ста лет
Природа Сибири (prirodasibiri.ru), 12/12/2018

Похожие новости

  • 21/12/2017

    Воздух над Сибирью бывает чистым только летом

    Международный коллектив ученых представил данные по загрязнению воздуха над Сибирской тайгой аэрозольными частицами и углеродными выбросами. Измерения были выполнены на 300 метровой мачте ZOTTO, расположенной в центральной Сибири, в период с 2010 по 2014 годы.
    657
  • 31/12/2017

    Топ-10 исследований российских ученых 2017 года по версии РНФ

    Около 35 тысяч российских ученых проводили и проводят фундаментальные исследования при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Ежемесячно в российских и зарубежных СМИ выходят десятки новостей об их достижениях.
    1963
  • 19/09/2017

    В реке Енисей обнаружили уникальное разнообразие радиоактивных частиц

    ​Коллектив ученых Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» (КНЦ СО РАН), Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН (Новосибирск) и Норвежского университета наук о жизни провел детальные исследования более 200 радиоактивных частиц, обнаруженных в речных долинах реки Енисей в период с 1995 по 2016 годы.
    780
  • 02/10/2018

    Сибирские ученые подводят итоги полевого сезона на научно-исследовательской станции «Остров Самойловский»

    Как и в предыдущие годы, для детального всестороннего изучения арктической мерзлоты был сформирован междисциплинарный отряд: в него вошли геологи, геофизики, палеонтологи, почвоведы и ботаники из Сибирского отделения РАН.
    214
  • 18/10/2018

    Наука спасать озера: репортаж с конференции лимнологов

    В конце августа в городе Нанкин прошел 34-й конгресс Международной ассоциации лимнологии. Своими впечатления об одном из самых значимых событий для водных экологов всего мира поделился участник конгресса, ведущий научный сотрудник Красноярского научного центра СО РАН, доцент Сибирского федерального университета и популяризатор науки Егор Задереев.
    210
  • 23/08/2018

    Международная Летняя Полевая Школа в ИМКЭС СО РАН

    ​10-15 сентября 2018 г. на базе Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН (г. Томск) состоится Международная Летняя Полевая Школа, посвященная вопросам применения новых полевых, лабораторных и информационно-статистических методов исследования, направленных на сбор, анализ, синтез и представление данных об экологических изменениях природной среды Сибири и Дальнего Востока России.
    414
  • 14/03/2017

    Красноярцы проведут митинг за чистое небо и электротранспорт

    ​В Красноярске согласовали проведение митинга "За чистое небо". Проект резолюции митинга включает множество требований различной степени утопичности: от повышения штрафов за загрязнение атмосферного воздуха до газификации Красноярского края.
    1227
  • 29/09/2017

    Делегация Франции посетила Иркутский научный центр СО РАН для обмена опытом по созданию Байкальского геопарка ЮНЕСКО

    В ходе официального визита делегации департамента Верхней Савойи (Франция) 27 сентября обсудили проект «Байкальского геопарка ЮНЕСКО» с иркутскими учеными. В составе делегации присутствовали: Филипп Гишардаз, почетный президент ассоциации «Ерказия», мэр г.
    982
  • 10/03/2017

    Российские ученые разработали новое вещество против вируса гриппа на основе природных соединений

    ​Ученые из Новосибирского института органической химии имени Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирского государственного университета и Научно-исследовательского института гриппа в Санкт-Петербурге разработали новый продукт широкого спектра противовирусной активности, в основе которого лежат природные соединения: терпены и терпеноиды.
    1994
  • 04/05/2017

    Иркутские ученые создают комплекс для анализа геномов обитателей озер и рек

    ​Лимнологический институт (ЛИН) и Институт динамики систем и теории управления (ИДСТУ) Сибирского отделения РАН начали совместный проект по изучению геномов обитателей пресноводных экосистем - бактерий, водорослей, архей.
    732