Спутниковые данные показывают, как засуха меняет восстановление экосистем после пожаров на Западе США

Новое исследование с использованием спутниковых данных NASA показывает, как засуха влияет на восстановление западных экосистем после пожаров. Эта информация может быть полезна для природоохранных мероприятий.

Количество и интенсивность лесных пожаров на Западе США растёт. Пожары, исторически являвшиеся частью экологии региона, усугубляются изменением климата (включая более частые и интенсивные засухи) и прошлой практикой тушения пожаров, которая ведёт к накоплению горючего материала. Однако количественно оценить совместное влияние огня и засухи на экосистемы было сложно.

В исследовании, опубликованном в Nature Ecology & Evolution, учёные проанализировали более 1500 пожаров с 2014 по 2020 год по всему Западу, а также данные о засухах, начиная с 1984 года.

Ключевые выводы

• Засуха замедляет восстановление. Исследователи обнаружили, что засухи затрудняют восстановление травянистых и кустарниковых экосистем (например, в Неваде и Юте) даже после пожаров низкой интенсивности.
• Леса более устойчивы. Леса, если они не сгорели слишком сильно, восстанавливаются лучше, чем луга и кустарники, потому что корни некоторых деревьев могут достигать более глубоких грунтовых вод.
• Высокосеверные пожары — особая угроза. Все типы экосистем (леса, луга, кустарники) с трудом восстанавливаются после засух, которые происходят близко по времени к высокоинтенсивным пожарам. Такие пожары становятся более частыми.

«Это исследование показывает, что даже пожары низкой интенсивности могут вызвать медленное восстановление в этих экосистемах, если им предшествовала засуха», — говорит ведущий автор Шахрияр Ахмад, научный сотрудник Центра космических полётов имени Годдарда NASA.

Последствия для экосистем и водных ресурсов

Если у экосистем нет достаточно времени на восстановление до следующей засухи или пожара, это может привести к необратимым изменениям в растительном покрове. Это, в свою очередь, увеличивает риск эрозии почвы и оползней, а также меняет режим стока воды в реки и озёра.

Для отслеживания восстановления учёные использовали данные об эвапотранспирации (ET) — процессе переноса воды в атмосферу путём испарения с почвы и транспирации растений. Данные были получены с помощью инструмента OpenET, который использует модели и общедоступные данные программы Landsat (партнёрство NASA и Геологической службы США), а также других спутников NASA и NOAA.

Исследование выявило, что сильные пожары наносят такой ущерб растениям, что эвапотранспирация значительно снижается в последующие годы. В результате больше воды уходит в грунт (пополняя запасы) или становится поверхностным стоком.

На примере подмножества из почти 800 пожаров (2016–2018 гг.) учёные подсчитали, что в первый год после пожара около 528 миллиардов галлонов (2 кубических километра) воды было перенаправлено в сток или подземные запасы. Это эквивалентно годовому потреблению воды Северной Дакотой или четверти объёма крупнейшего искусственного озера Калифорнии, озера Шаста.

Увеличение стока означает, что меньше воды может быть доступно для восстановления экосистем или сельского хозяйства.

«Это исследование подчёркивает доминирующую роль засухи в изменении устойчивости растительности к пожарам на Западе», — отмечает Эрин Уркхарт, руководитель программы по водным ресурсам в штаб-квартире NASA.

Понимание этих изменений крайне важно для разработки стратегий эффективного управления водными ресурсами и обеспечения водной безопасности в условиях продолжающегося изменения климата.