Группа исследователей из Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН и Сибирского федерального университета провела работу по изучению так называемого эффекта Бирча. Это явление, открытое еще в середине прошлого века, представляет собой резкое увеличение выделения углекислого газа из почвы после сильного дождя. Несмотря на известность, его специфика для разных типов лесных экосистем остается малоизученной. Целью красноярских специалистов стала оценка этого эффекта в условиях сибирской тайги, с фокусом на роли живого напочвенного покрова.
Эксперимент проводился в течение летних месяцев на двух пробных площадках в сосновых лесах Красноярского края, в районе обсерватории ZOTTO. Участки отличались преобладающим типом покрова: на одном доминировали лишайники, на другом — зеленые мхи. Для измерений использовались стандартные методики с инфракрасным газоанализатором, что позволяет сопоставлять данные с мировыми аналогами. Ученые фиксировали выбросы CO2, температуру и влажность почвы до и после дождей.
Полученные результаты показали существенную разницу в реакции двух экосистем. На участке с лишайниками после сильного дождя выделение углекислого газа из почвы увеличивалось в среднем в четыре-пять раз. При этом для возвращения к исходным уровням требовалось до тринадцати часов. В лесу, где почва была покрыта зеленым мхом, рост выбросов был более умеренным — примерно в два-два с половиной раза. Нормализация потоков здесь занимала всего около трех часов.
Объяснение этому феномену ученые видят в разных физических свойствах покрова. Слой мха, который может достигать двадцати сантиметров, действует как эффективный буфер. Он, подобно губке, впитывает влагу, предотвращая резкое проникновение воды в минеральные слои почвы и смягчая изменения микроклимата. Лишайники же, напротив, быстро пропускают воду вглубь. Вода заполняет почвенные поры, вытесняя накопленный там углекислый газ, что приводит к его интенсивному выбросу. Дополнительным фактором стали более резкие колебания температуры почвы под лишайниками по сравнению с моховым покровом.
Данное исследование имеет практическое значение для составления прогнозов реакции бореальных лесов на глобальные климатические изменения, которые сопровождаются учащением экстремальных погодных явлений. Понимание того, как разные типы лесного покрова регулируют поток углерода, необходимо для разработки подходов к рациональному лесопользованию. Это может помочь в сохранении важной функции лесов — поглощения и длительного удержания атмосферного углерода. В дальнейшем научный коллектив планирует изучить газообменные процессы на нарушенных территориях, например, после пожаров или вырубок, где напочвенный покров часто остается единственным активным компонентом экосистемы. Работа поддержана грантом Российского научного фонда, а ее результаты опубликованы в журнале «Лесоведение».
Ранее ученые оценили безопасность захоронения радиоактивных отходов в Сибири.
