Лесные пожары могут исчезнуть за несколько недель, но их скрытое воздействие на почву сохраняется десятилетиями. Международная исследовательская группа под руководством Гёттингенского университета показала, как пожары во влажных тропических лесах умеренного пояса и средиземноморских редколесьях в центральной части Чили приводят к совершенно разным сценариям восстановления почвы и устойчивости экосистем. Исследование показало, что структура почвы и содержание питательных веществ продолжают меняться в течение 10 лет после пожара. Результаты были опубликованы в журнале Catena.
Ученые использовали метод «хронопоследовательности», то есть сравнивали лесные почвы, которые подвергались пожарам в разное время в прошлом. Это позволило реконструировать, как меняются почвы в течение нескольких лет после пожара. В двух национальных парках Чили команда взяла пробы почвы во влажном араукариевом (хвойном) лесу умеренного пояса в Науэльбуте и в склерофилловом лесу, где преобладают древесные растения с маленькими жёсткими листьями, в Ла-Кампане, в месте со средиземноморским климатом с жарким сухим летом.
Исследователи брали образцы с глубины 10 см на недавно выгоревших участках — в лесах, которые горели всего 2 дня назад, — а также на участках, где пожар был 14 лет назад. Затем они сравнили физические и химические свойства почвы с близлежащими лесами, которые не горели несколько десятилетий. «Мы увидели, что лесные пожары не просто уничтожают растительность, но и коренным образом меняют почву — уплотняют её, перераспределяют золу и нарушают круговорот питательных веществ ещё долгое время после того, как огонь угасает», — говорит профессор Яков Кузяков из Гёттингенского университета.
Лесные пожары увеличивают объёмную плотность почвы до 1,2 г/см³, временно повышают pH почвы из-за дополнительного количества золы и изменяют баланс основных питательных веществ, таких как кальций, магний и калий. В то время как во влажных лесах умеренного пояса сохраняется больше органических веществ, почвы средиземноморских лесов страдают от длительного истощения запасов углерода и азота. Они более уплотнены и теряют больше питательных веществ, чем почвы влажных лесов умеренного пояса, где деревья с глубокой корневой системой, приспособленные к пожарам, помогают почве восстанавливаться быстрее.
«Восстановление почвы происходит неравномерно, — объясняет Дженхар Малликарджун, аспирант Гёттингенского университета. — Даже спустя 14 лет почвы средиземноморских лесов в Чили так и не восстановили баланс питательных веществ, который был до пожара. В отличие от них, влажные леса умеренного пояса начали восстанавливаться быстрее благодаря устойчивой растительности и большему количеству осадков. Это означает, что землеустроители не могут рассчитывать на то, что все леса будут восстанавливаться одинаково после лесных пожаров, особенно в сухих средиземноморских лесах, где почвы могут оставаться истощенными в течение многих лет».
Понимание того, как огонь влияет на восстановление питательных веществ, помогает спрогнозировать, как леса будут справляться с участившимися пожарами в условиях изменения климата, и выявить масштабные последствия для хранения углерода, регулирования водных ресурсов и продуктивности лесов. Если мы будем игнорировать медленное восстановление почв и повсеместно использовать одни и те же стратегии лесовосстановления, мы рискуем свести на нет долгосрочную устойчивость экосистем и зависящих от них сообществ.
