Российские ученые выяснили, как леса восстанавливают вечную мерзлоту

Сотрудники Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН выяснили, как восстанавливается лес в Центральной Якутии после пожаров и вырубок — и как это влияет на состояние вечной мерзлоты в условиях глобального потепления. Результаты работы опубликованы в журнале Polar Science.

Изменение климата считается одной из главных причин увеличения деятельного слоя вечной мерзлоты, который тает летом и замерзает зимой. Его таяние приводит к неравномерному проседанию почвы, эрозиям, оползням и другим явлениям, которые наносят существенные убытки северным регионам. Кроме того, при таянии мерзлоты на волю выходит множество органических веществ, накопившихся за тысячелетия. Ими питаются микробы, выделяя углекислый газ и метан — парниковые газы, которые считаются одними из главных виновников потепления. Получается замкнутый круг.

Сохранить вечную мерзлоту могут леса. Растительность выступает в качестве изолятора — предохраняет почву от перегрева, уменьшает количество солнечной радиации, которая достигает поверхности Земли. Это позволяет вечной мерзлоте сохранять стабильный деятельный слой. Но до сих пор не было понятно, как происходит процесс таяния и восстановления покрова мерзлоты под влиянием лесов.

Сотрудники ИМЗ СО РАН исследовали процесс восстановления лесов и влияние различных типов растительных ландшафтов (лиственничный лес, луга, березняки) на вечную мерзлоту. Работы проходили на стационарах «Умайбыт» (80 км к юго-западу от Якутска), «Спасская Падь» и «Нелегер» (25 и 35 км к северо-западу, соответственно), а также «Юкэчи» (50 км к юго-востоку). Типичный для Центральной Якутии лес — лиственница с подстилкой из брусники — сегодня растет здесь только небольшими островками. Большую часть территории занимают безлесые участки, березовые и смешанные леса, выросшие на месте пожарищ и лесозаготовок.

Ученые измеряли температуру и толщину деятельного слоя вечной мерзлоты на участках с разным типом лесов. Измерения температуры проводили в скважинах глубиной 10—20 метров. Толщину деятельного слоя ученые определяли в конце теплого сезона. В исследовании использовались и данные многолетних наблюдений: в распоряжении авторов работы также оказались измерения толщины слоя с 1980 года.

Выяснилось, что через десять лет после сплошных рубок температура грунта вырастает на один градус, а толщина деятельного слоя увеличивается примерно до двух метров, что приводит к критическому состоянию вечной мерзлоты. Затем постепенно происходит самовосстановление мерзлотных ландшафтов. Сначала на нарушенных участках появляются березовые заросли, и через 20—30 лет становится заметно уменьшение толщины деятельного слоя. Температура грунта в то же время продолжает повышаться. В течение последующих 40—50 лет на поврежденных местах вырастают вторичные березово-лиственничные леса, и состояние вечной мерзлоты стабилизируется.