Пожежі в Амазонії призводять до підвищення температури в лісах на тридцять років.
Ліси Бразильської Амазонії, які зазнали впливу вогню, протягом мінімум тридцяти років є на 2,6°C теплішими, ніж їх сусідні, незачеплені території.
Дослідження, опубліковане в журналі Environmental Research Letters, виявило, що ліси Бразильської Амазонії, які зазнали впливу пожеж, залишаються приблизно на 2,6 градуса Цельсія теплішими в порівнянні з сусідніми невраженими або вибірково вирубаними територіями. Це додаткове тепло може зберігатися протягом мінімум тридцяти років, що істотно впливає на можливості лісів відновлюватися та протистояти кліматичним змінам.
Головна авторка дослідження Саванна Кулі, науковий співробітник Дослідницького центру NASA Ames та недавня випускниця програми екології, еволюції та біології навколишнього середовища Колумбійського університету, пояснює масштаби впливу пожеж на екосистеми. "Ми виявляємо, що горіння має серйозні екологічні наслідки протягом великих часових масштабів і що відновлення набагато більше під загрозою -- воно відбувається повільніше або взагалі не відбувається", -- зазначила дослідниця.
На відміну від екосистем, які пристосовані до вогню, наприклад, саван або соснових лісів, тропічні дощові ліси Амазонії сформувалися в умовах з високою вологістю, де природні пожежі траплялися вкрай рідко. Як наслідок, багато видів тропічних дерев не розвинули механізмів толерантності чи здатності до відновлення після вогневих пошкоджень.
Окрім того, що згорілі ліси в середньому тепліші, вони також виявилися термічно нестабільнішими. Порівняно з селективно вирубаними або неушкодженими лісами, вони зазнавали більших щоденних температурних коливань і частіше перетинали фізіологічні пороги, які порушують функціонування дерев. Під час пікового спекотного сухого сезону майже вісімдесят сім відсотків листя, що піддається впливу сонячного світла у згорілих лісах, втрачає більше енергії від дихання, ніж отримує від фотосинтезу, порівняно з сімдесят двома-сімдесят чотирма відсотками у селективно вирубаних або неушкоджених ділянках.
Ліси, які зазнали пожеж, виявилися вдесятеро частіше схильними до тривалих ушкоджень. Ці температурні різниці свідчать про суттєві зміни в структурі лісових екосистем, що робить згорілі території більш чутливими до високих температур. Вогонь зменшує щільність верхнього ярусу, видаляє рослинність середнього та нижнього рівнів, а також зменшує площу листя, що призводить до зниження тіні та транспірації, які зазвичай забезпечують охолодження лісу.
Менша кількість листя сприяє тому, що сонячні промені можуть прогрівати відкриті площі та повітря поблизу намету. Пожежі також формують краї навколо очищених територій, що дозволяє теплішому повітрю проникати всередину. Ліс утримує це додаткове тепло, поки його рослинні шари не відновляться, що може займати десятиліття.
Дослідження демонструє, що вогонь є головним фактором тривалого теплового стресу в деградованих лісах Амазонії. У зонах, де селективна вирубка не призвела до значних змін у лісовому покриві, температури залишалися на рівні, схожому з температурами незайманих лісів. Цей контраст акцентує увагу на важливості запобігання пожежам та впровадження низькоударних методів лісозаготівлі як основних стратегій для збереження здоров'я тропічних лісів.
Дослідження базується на супутникових знімках муніципалітету Феліз Натал у бразильській Дузі вирубки лісів -- регіоні в південно-східній Амазонії, де пожежі та лісозаготівля прискорилися з вісімдесятих років. Дослідники провели перше систематичне термічне порівняння згорілих, селективно вирубаних та неушкоджених лісів у регіоні, використовуючи інтегровані супутникові спостереження.
Вони інтегрували трирічні температурні дані з поверхні Землі, отримані за допомогою інструменту ECOSTRESS NASA, з тривимірними структурними даними намету, зібраними в рамках лідарної місії GEDI. Дослідження базувалося на понад шести тисячах сімсот парних спостереженнях, зібраних під час сухого сезону в Амазонії.
Використовуючи ієрархічну модель, команда інтегрувала дані температури та структури для відстеження того, як часто освітлене сонцем листя перевищувало пороги уповільнення фотосинтезу або пошкодження тканин. Враховуючи висоту намету та час після порушення, вони реконструювали довгострокове термічне відновлення через лісові шари. Результатом є унікальний погляд на рівні листя на те, як довго зберігається тепловий стрес після порушення і як структура лісу впливає на термічну вразливість з часом.
Сховане тепло відкриває нові виклики для відновлення та стабільності екосистем. Отримані результати вносять важливі нюанси в наше розуміння того, як кліматична політика реагує на проблеми деградації тропічних лісів. Часто стратегії зменшення викидів вуглецю та відновлення лісів сприймають деградовані ліси як однорідну категорію. Проте дослідження демонструє, що вогонь має тривалі теплові наслідки, які не можуть бути виявлені лише за допомогою стандартних оптичних супутникових знімків.
На оптичних супутникових знімках ліси, які постраждали від пожеж, можуть виглядати відновленими, однак багато з них все ще переживають серйозний тепловий стрес. Це має велике значення, оскільки тропічні ліси щорічно поглинають значні обсяги вуглекислого газу з атмосфери та відіграють важливу роль у глобальних ініціативах з відновлення екосистем і компенсації викидів.
Якщо ліси, які постраждали від вогню, залишаються термічно стресовими протягом тривалого часу, то переваги вуглецевого зберігання, пов'язані з пасивним відновленням, можуть бути перебільшеними. Включення фізіологічних показників тепла може допомогти отримати більш точну оцінку функціонування лісових екосистем у рамках кліматичних стратегій.
Хоча результати підкреслюють серйозні проблеми, Кулі вказала на можливість здійснення важливих дій. "Деградовані тропічні екосистеми, зокрема згорілі ліси, піддаються тепловому стресу", — зазначила вона. "Проте існує безліч заходів, які ми можемо вжити для зменшення шкоди біорізноманіттю та видам, які страждають від цього стресу. Це стосується як управління лісами, що допомагає зменшити кількість пожеж в Амазонії, так і зменшення викидів вуглецю, що передбачає активне скорочення викидів та перехід до сталої та чистої енергетичної економіки".
Дослідження здійснювалося міжнародною групою вчених з різних організацій, серед яких Колумбійський університет, Лабораторія реактивного руху NASA, Національна лабораторія Лоуренса Берклі та наукові установи Бразилії. Ця робота підкреслює важливість глобальної співпраці в аналізі екологічних викликів та створенні ефективних стратегій для їх подолання.
