Мхи помогают сибирским лесам переживать пожары и вырубки
Мхи делают почву сибирских сосновых лесов устойчивее к пожарам и вырубкам, тогда как участки с лишайниками восстанавливаются значительно медленнее.
Источник: Новости науки
МОСКВА, 9 сентября /Новости науки/. Моховой покров повышает устойчивость почвы сибирских сосновых лесов к пожарам и вырубкам, выяснили российские и американские ученые. Результаты исследования опубликованы в журнале Climate.
Исследователи показали, что последствия лесных нарушений существенно зависят от того, какой растительный покров находится на поверхности почвы. Наиболее уязвимыми оказались участки с лишайниками, тогда как лесные территории, покрытые зелеными и сфагновыми мхами, лучше сохраняли условия для работы корней растений и почвенных микроорганизмов.
«Наша работа показала, что последствия лесных нарушений нельзя оценивать только по площади пожара или вырубки. Важны и особенности самого леса. В том числе тип напочвенного покрова, который играет важную роль в устойчивости экосистемы к нарушениям», — рассказала кандидат биологических наук, научный сотрудник Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН Анастасия Махныкина.
Ученые Красноярского научного центра СО РАН, Сибирского федерального университета и их американские коллеги изучили сосновые леса центральной тайги Сибири. Специалисты измеряли почвенное дыхание — выделение углекислого газа корнями растений и почвенными микроорганизмами. Этот показатель позволяет оценить биологическую активность почвы и состояние лесной экосистемы после нарушений.
Сильнее всего пожар повлиял на участки с лишайниками. Даже через шесть лет после огня выделение углекислого газа из почвы там оставалось примерно на 75% ниже, чем в не нарушенном лесу. В целом сезонный поток углерода на нарушенных участках с преобладанием лишайников был как минимум в два раза ниже естественного уровня.
Для участков с зелеными мхами наиболее тяжелым воздействием стала сплошная вырубка. После нее выделение углекислого газа из почвы снижалось примерно на 40–60%. Сфагновые мхи реагировали на пожар и вырубку более сходным образом: после пожара поток углерода был примерно на 40% ниже, а при сочетании пожара и вырубки снижение в среднем достигало 62%.
Авторы связывают большую устойчивость моховых участков со способностью мхов удерживать влагу. На таких территориях почва оставалась более влажной, а плотный моховой покров поддерживал условия, благоприятные для почвенных организмов и корней растений. Это могло смягчать последствия нарушений и ускорять восстановление экосистемы.
Почвенное дыхание является важной частью углеродного цикла леса. Растения поглощают углекислый газ из атмосферы, а часть накопленного углерода возвращается обратно за счет жизнедеятельности корней и микроорганизмов. Поэтому резкое снижение выделения углекислого газа после пожара или рубки может свидетельствовать о повреждении корневых систем, микроорганизмов и органического слоя почвы.
Полученные данные особенно важны для Сибири, где пожары и вырубки остаются одними из главных факторов изменения лесных экосистем. По данным авторов исследования, за последнее десятилетие огонь затронул около 6 млн га сибирских лесов — примерно вдвое больше, чем за предыдущее десятилетие. Учет типа напочвенного покрова, по мнению ученых, позволит точнее прогнозировать восстановление лесов и разрабатывать лесоклиматические проекты.
Исследование поддержали Российский научный фонд, проект № 24-74-00159, и Национальный научный фонд США.
Исследователи показали, что последствия лесных нарушений существенно зависят от того, какой растительный покров находится на поверхности почвы. Наиболее уязвимыми оказались участки с лишайниками, тогда как лесные территории, покрытые зелеными и сфагновыми мхами, лучше сохраняли условия для работы корней растений и почвенных микроорганизмов.
«Наша работа показала, что последствия лесных нарушений нельзя оценивать только по площади пожара или вырубки. Важны и особенности самого леса. В том числе тип напочвенного покрова, который играет важную роль в устойчивости экосистемы к нарушениям», — рассказала кандидат биологических наук, научный сотрудник Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН Анастасия Махныкина.
Ученые Красноярского научного центра СО РАН, Сибирского федерального университета и их американские коллеги изучили сосновые леса центральной тайги Сибири. Специалисты измеряли почвенное дыхание — выделение углекислого газа корнями растений и почвенными микроорганизмами. Этот показатель позволяет оценить биологическую активность почвы и состояние лесной экосистемы после нарушений.
Сильнее всего пожар повлиял на участки с лишайниками. Даже через шесть лет после огня выделение углекислого газа из почвы там оставалось примерно на 75% ниже, чем в не нарушенном лесу. В целом сезонный поток углерода на нарушенных участках с преобладанием лишайников был как минимум в два раза ниже естественного уровня.
Для участков с зелеными мхами наиболее тяжелым воздействием стала сплошная вырубка. После нее выделение углекислого газа из почвы снижалось примерно на 40–60%. Сфагновые мхи реагировали на пожар и вырубку более сходным образом: после пожара поток углерода был примерно на 40% ниже, а при сочетании пожара и вырубки снижение в среднем достигало 62%.
Авторы связывают большую устойчивость моховых участков со способностью мхов удерживать влагу. На таких территориях почва оставалась более влажной, а плотный моховой покров поддерживал условия, благоприятные для почвенных организмов и корней растений. Это могло смягчать последствия нарушений и ускорять восстановление экосистемы.
Почвенное дыхание является важной частью углеродного цикла леса. Растения поглощают углекислый газ из атмосферы, а часть накопленного углерода возвращается обратно за счет жизнедеятельности корней и микроорганизмов. Поэтому резкое снижение выделения углекислого газа после пожара или рубки может свидетельствовать о повреждении корневых систем, микроорганизмов и органического слоя почвы.
Полученные данные особенно важны для Сибири, где пожары и вырубки остаются одними из главных факторов изменения лесных экосистем. По данным авторов исследования, за последнее десятилетие огонь затронул около 6 млн га сибирских лесов — примерно вдвое больше, чем за предыдущее десятилетие. Учет типа напочвенного покрова, по мнению ученых, позволит точнее прогнозировать восстановление лесов и разрабатывать лесоклиматические проекты.
Исследование поддержали Российский научный фонд, проект № 24-74-00159, и Национальный научный фонд США.
