Спутниковые данные показывают, как засуха меняет восстановление лесных пожаров на Западе

Новое исследование с использованием спутниковых данных НАСА показывает, как засуха влияет на восстановление западных экосистем после пожара, и этот результат может предоставить значимую информацию для усилий по сохранению природы.

На Западе наблюдается тенденция увеличения количества и интенсивности лесных пожаров. Пожары, исторически являющиеся естественной частью экологии региона, усугубляются изменением климата, в том числе более частыми и сильными засухами, а также прошлыми усилиями по тушению пожаров, которые могут привести к накоплению горючих материалов, таких как опавшие ветки и листья. Но количественно оценить, как пожар и засуха совместно влияют на экосистемы, оказалось сложно.

В новом исследовании исследователи проанализировали более 1500 пожаров на Западе с 2014 по 2020 год, а также собрали данные об условиях засухи, начиная с 1984 года. Они обнаружили, что засухи усложняют жизнь лугам и кустарникам, например, в Неваде и Юте. для восстановления после пожаров – даже менее сильных. Леса, если они не сгорели слишком сильно, восстанавливаются лучше, чем луга и кустарники, потому что некоторые лесные корни могут проникать в воду глубже в земле. Команда сообщила о своих выводах в Экология природы и эволюция.

«На многих лугах Запада случаются пожары небольшой силы», — сказал Шахрияр Ахмад, ведущий автор исследования и научный сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «Это исследование показывает, что даже эти пожары могут вызвать медленное восстановление этих экосистем, если они сопровождаются предшествующей засухой».

Если у экосистем не будет достаточно времени, чтобы прийти в норму перед очередной засухой или пожаром, это может привести к необратимым изменениям в типах растений, растущих там. Это, в свою очередь, может увеличить риск эрозии почвы и оползней, а также изменить привычный характер стока воды в ручьи и озера.

«Как только пожар локализован, именно тогда начинаются меры по восстановлению», — сказал Эверетт Хинкли, менеджер национальной программы дистанционного зондирования Лесной службы США, который не участвовал в новом исследовании. «Понимание того, как конкретная экосистема и тип растительного покрова будут реагировать после пожара, поможет понять, какие действия вам необходимо предпринять для восстановления ландшафта».

Без такого восстановления изменения в растительном покрове могут иметь каскадный характер и потенциально повлиять на сельское хозяйство, туризм и другие источники существования общества. Чтобы отследить восстановление различных экосистем, исследователи изучили изменения в эвапотранспирации (ET) — переносе воды в атмосферу посредством испарения из почвы и открытой воды и транспирации растений — до и после пожаров. Мониторинг эвапотранспирации помог команде определить, полностью ли восстановились после пожара различные экосистемы, такие как леса и луга, или восстановление было отложено или нарушено.

Эти данные об эвапотранспирации были получены из OpenET, инструмента, который рассчитывает суммарное испарение в масштабе четверти акра на западе Соединенных Штатов. Для этого используются модели, использующие общедоступные данные программы Landsat, партнерства НАСА и Геологической службы США, а также других спутников НАСА и NOAA.

«Это исследование подчеркивает доминирующий контроль над засухой, изменяя устойчивость растительности к пожарам на Западе», — сказала Эрин Уркхарт, менеджер программы по водным ресурсам в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне. «В условиях продолжающегося изменения климата крайне важно, чтобы землепользователи, политики и сообщества работали вместе, опираясь на такие исследования, чтобы адаптироваться к этим изменениям, снижая риски и обеспечивая устойчивое использование воды и других природных ресурсов».

Исследование также показало, что леса, луга и кустарники с трудом восстанавливаются после засух, которые случаются одновременно с сильными пожарами, которые становятся все более распространенными на Западе. Это может привести к потенциально долгосрочным изменениям не только в растительных сообществах, но также в местной и региональной динамике воды.

Исследователи обнаружили, что сильные пожары повреждают растения до такой степени, что суммарное испарение значительно снижается в последующие годы. Таким образом, вместо того, чтобы испаряться в атмосферу, больше воды опускается в землю в качестве пополнения или становится стоком.

Используя около 800 пожаров, произошедших с 2016 по 2018 год, исследователи подсчитали, что во всех экорегионах исследования в среднем около 528 миллиардов галлонов (два кубических километра) воды было перенаправлено в виде стока или пополнения в течение первого года после пожара. огонь. Это эквивалентно годовой потребности Северной Дакоты в воде или четверти озера Шаста, крупнейшего искусственного озера Калифорнии.

Когда больше воды попадает в сток, это означает, что меньше ее может быть доступно для восстановления экосистем или сельского хозяйства. Поскольку климат Земли продолжает нагреваться, понимание этих изменений имеет решающее значение для разработки стратегий более эффективного управления водными ресурсами и обеспечения водной безопасности для будущих поколений.