Вывод, сделанный путем изучения 30-летнего состояния лесов мира с использованием данных спутниковых снимков НАСА, предполагает, что леса не смогут улавливать столько углерода, как ожидалось ранее, и тем более срочно прилагаются усилия по сокращению выбросов углерода.
«Пожары усиливаются, и когда лес горит, углерод выбрасывается в атмосферу», – говорит ученый-эколог Бостонского университета Марк Фридл, старший автор исследования, опубликованного в журнале Nature Climate Change. "Но мы также наблюдаем более длительный вегетационный период, более высокие температуры, что приводит к вытягиванию углерода из атмосферы [и в растения]. Больше CO2 в атмосфере действует как удобрение, увеличивая рост деревьев и растений – так что с научной точки зрения возник большой вопрос: что происходит в глобальном масштабе с лесами Земли?
Будут ли они продолжать поглощать столько углерода, как сейчас??"
Сегодняшние леса улавливают около 30 процентов всех выбросов CO2, связанных с деятельностью человека, что Фридл называет «огромным буфером против антропогенного изменения климата».«Новое исследование, однако, показывает, что ученые до сих пор недооценивали воздействие, которое пожары и другие нарушения – например, заготовка древесины – оказывают на северные леса Земли, и в то же время переоценивали эффект усиления роста потепления климата и повышения уровня CO2 в атмосфере.
"Современные модели земных систем, похоже, искажают значительную часть глобальной биосферы.
Эти модели моделируют атмосферу, океаны и биосферу, и наши результаты показывают, что [моделирование северных лесов на основе моделей] было далеким », – говорит Фридл, профессор Земли и окружающей среды из колледжа искусств и наук штата Нью-Йорк и временно исполняющий обязанности директора Центр дистанционного зондирования BU. Он является экспертом в использовании данных спутниковой съемки для мониторинга экосистем Земли в глобальном масштабе.
"Лесу недостаточно поглощать и накапливать углерод в своей древесине и почве. Чтобы это принесло реальную пользу, лес должен оставаться нетронутым – возрастающая проблема в теплом и более подверженном пожарам климате », – говорит Джонатан Ван, ведущий автор статьи. «Крайний север является домом для обширных плотных запасов углерода, которые очень чувствительны к изменению климата, и потребуется много усилий и усилий, чтобы убедиться, что эти леса и их запасы углерода остаются нетронутыми."
Работая над своей докторской диссертацией в лаборатории Фридла, Ван исследовал новые способы использования данных, собранных в рамках давней программы Landsat, совместной миссии NASA и Геологической службы США, которая в течение десятилетий широко снимала поверхность Земли со спутников, чтобы понять, как Леса Земли меняются. Ван говорит, что новые вычислительные методы и методы машинного обучения для объединения больших наборов данных дистанционного зондирования стали намного более продвинутыми, «позволяя отслеживать даже самые удаленные экосистемы с беспрецедентной детализацией."
Он разработал метод получения более обширной информации из данных Landsat за 30 лет, сравнив их с более поздними измерениями миссии NASA ICESat, спутника с лазерной технологией построения изображений, называемой LiDAR, которая может определять высоту растительности в лесу. Landsat, с другой стороны, в первую очередь определяет лесной покров, но не определяет высоту деревьев.
Сравнивая новые измерения LiDAR с данными изображений, собранных со спутника Landsat за тот же период времени, команда затем работала в обратном направлении, чтобы вычислить, насколько высокой и густой была растительность за последние три десятилетия.
Затем они могли определить, как биомасса в северных лесах Земли менялась с течением времени, показывая, что леса теряют больше биомассы, чем ожидалось, из-за участившихся и обширных лесных пожаров.
В частности, говорит Фридл, леса теряют хвойные породы, деревья, которые являются символом северных лесов Земли, и на то есть веские причины. «Возникают пожары и горят, а затем вначале вырастают наиболее подходящие виды растений – например, лиственные породы, – которые затем заменяются хвойными деревьями, такими как черная ель», – говорит он. «Но за последние 30 лет, что не является долгим сроком в контексте изменения климата, мы видим, как пожары уничтожают все больше лесов, и мы видим, что лиственные породы остаются дольше, а не заменяются хвойными."
Хвойные деревья лучше приспособлены к холодному климату, чем лиственные породы, которые потенциально могут способствовать сокращению общей биомассы лесов.
«Часто приводимый аргумент против действий по борьбе с изменением климата – это предполагаемые выгоды, которые экосистемы и сообщества далекого севера получат от повышения тепла», – говорит Ван. Он надеется, что открытие исследования поможет людям понять, что глобальный климатический кризис имеет серьезные проблемы и для Крайнего Севера. «В некотором смысле это может озеленять, – говорит он, – но на самом деле увеличение числа лесных пожаров, вызванное изменением климата, сводит на нет большую часть потенциальных преимуществ потепления и озеленения севера."
Открытия Ванга и Фридла пролили свет на вопрос, на который было бы трудно ответить без помощи «глаз в небе» НАСА."
«Режимы пожаров меняются из-за климата, и многие районы лесов мира находятся в необитаемых районах, где последствия интенсивных пожаров трудно заметить», – говорит Фридл. "Когда большие участки недвижимости в таких местах, как Калифорния, сгорают, это привлекает наше внимание. Но северные леса, которые содержат одни из самых больших запасов углерода в мире, страдают от пожаров в большей степени, чем мы предполагали до сих пор."