Почему прореживание леса может дать вам больше питьевой воды

Вы можете оценить снежный покров как средство катания на санях, лыжах или сноуборде. Но за склонами огромные массы снега тают, когда зима сменяется весной, питая реки и ручьи, которые затем увлажняют города и посевы. Мы говорим о невероятных количествах воды: Калифорния, например, получает 30 процентов его поставок из снежного покрова в горах Сьерра-Невада.

Но на американском западе эта награда находится под угрозой, поскольку климат быстро меняется. во время сильной снежной засухипоскольку больше осадков выпадает в виде дождя. В то же время более высокие температуры высушивают ландшафт, вызывая массовые лесные пожары, когда весь снег тает. Не помогает делу и долгая история тушения пожаров: быстрое тушение пожаров привело к скоплению сухой растительности, подливая еще больше масла в пламя.

Ученые, кажется, нашли способ помочь одновременно смягчить проблемы огня и льда на Западе, по крайней мере, в штате Вашингтон. Работая в лесах Каскадных гор, исследователи разделили участки на южных и северных склонах хребта и в разной степени проредили их растительность: например, такие деревья, как сосна пондероза и пихта Дугласа, оставляли на разном расстоянии друг от друга, определяя, насколько густым может быть рост. (Изображение выше показывает, как выглядел ландшафт в начале, а два изображения ниже показывают разную интенсивность истончения.) После того, как пачка сформировалась, они измерили толщину и плотность снега на каждом участке. Таким образом, они могли показать разницу между участком, где деревья находились, скажем, на расстоянии 15 футов друг от друга, и на расстоянии 30 футов, и сравнить эти участки с участками, которые вообще не были прорежены.

Западные государства, несомненно, заинтересуются тем, что обнаружили эти исследователи: на прореженных участках на 30 процентов больше снежного покрова по сравнению с площадями, оставленными неухоженными. В увеличенном масштабе это будет означать дополнительные 4 миллиона галлонов воды на 100 акров леса. Кроме того, исследователи определили золотую середину, где лесники могли бы получить аналогичные преимущества при расстоянии между деревьями от 13 до 52 футов. «Это дает лесникам гораздо больше гибкости в том, как они могут управлять своими деревьями, в зависимости от того, какие виды там растут», — сказала Эмили Хоу, водный эколог из Nature Conservancy, которая является соавтором нового исследования. бумага описывающее исследование. (Консервативной организации принадлежит собственность, на которой проводилось исследование.)

Эта плотность имитирует то, что естественным образом происходило на этих ландшафтах до появления людей, когда растительность росла и отмирала, накапливаясь в виде трута. Достаточно одного удара молнии, чтобы разгорелся пожар. «Мы не говорим о больших, катастрофических лесных пожарах, которые сжигают все на своем пути, потому что это случается очень часто», — сказала Сьюзан Дикерсон-Ланге, директор Группы воздействия на климат Вашингтонского университета и соавтор статьи. “Эти пожары естественным образом уничтожают часть подлеска. Они сжигают некоторые деревья, но не все, оставляя такую неоднородную динамику”.

Эта более мягкая экологическая перезагрузка сделает две вещи: предотвратит гигантские, уничтожающие ландшафты пожары, с которыми мы справляемся сегодня, и повысит биоразнообразие, освободив место для новой растительности, которая, в свою очередь, привлечет пасущихся животных, таких как олени. Коренные народы хорошо это знали и имеют долгую историю использования контролируемых ожогов для имитации естественного процесса лесных пожаров. Действительно, они сыграли важную роль в в последнее время заставить пожарные службы чаще заниматься подобным управлением.

В Вашингтоне эти исследователи работали с лидаром, при котором самолет или дрон стреляет лазерами по земле и измеряет то, что отражается обратно. Поскольку ученые знают скорость света, лазерный импульс, пройдя всего на долю дюйма дальше, возвращается в виде показания другой высоты. Исследователи сначала создали карту местности без снега, затем еще одну с наложенным снегом — объединение этих двух данных позволило чрезвычайно детально рассмотреть глубину всего этого белого материала в любом месте. Лидар также нанес на карту верхушки деревьев, предоставив снимок растительности. «Это довольно аккуратно — как если бы вы накинули простыню на все деревья», — сказал Дикерсон-Ланге. «Таким образом, мы могли бы посмотреть, как изменился полог из-за прореживания леса, а также как изменился снег из-за прореживания леса». (Определение плотности снега потребовало немного больше работы: исследователям пришлось посетить это место и взять образцы.)

Предыдущие исследования показали, что в зависимости от того, где вы находитесь на ландшафте, лес может либо ускорить, либо задержать таяние снега. Тень, например, сохранит его, но деревья также поглощают и излучают солнечную энергию, которая плавит ее в незатененных местах. «Этот снежный покров на земле, даже если он прерывистый на участках между деревьями и в открытых промежутках, он служит хорошим механизмом хранения воды с временным высвобождением», — сказал Дэниел Суэйн, ученый-климатолог, изучающий погоду и лесные пожары в Калифорнийском университете сельского хозяйства и природных ресурсов, но не принимавший участия в исследовании.

В целом, новое исследование показывает, что прореживание этого конкретного леса привело к чистому увеличению снежного покрова. Это потому, что если бы деревья были сбиты вместе, их кроны перехватывали бы больше снега, часть которого испарилась бы, не коснувшись земли. Чем больше промежутков, тем больше снега может достичь лесной подстилки и накопиться за зиму.

Тем не менее, ученым придется провести дополнительные исследования, чтобы выяснить, происходит ли то же самое и с другими регионами — не только каждый штат имеет свой уникальный климат, но и каждый лес уникален. И даже разные части одного и того же леса по-разному взаимодействуют со снежным покровом. «Вот почему это очень сложная тема, и очень сложно взять результаты с одного участка и попытаться обобщить и применить их в большом пространственном масштабе», — сказал Сафик Хан, гидролог из Калифорнийского университета в Мерседе, который не участвовал в исследовании, но проводит аналогичные эксперименты.

Читать далее

Как вид бамбука может помочь защитить Юг от будущих наводнений

Интересно, что исследователи обнаружили значительную разницу между участками на северном и южном склонах: если на первом прирост составил 30 процентов, то на втором — примерно вдвое меньше. Дикерсон-Ланге сказала, что лесные управляющие, как правило, проводят больше прореживания на южных склонах, потому что они более засушливы и более склонны к возгоранию. «Но эти данные показывают, что существует потенциал для большей выгоды от использования воды при более интенсивном прореживании на склонах, обращенных на север», — добавила Дикерсон-Ланге.

Актуальность здесь реальна, поскольку изменение климата резко меняет количество снега, выпадающего на западе Америки (Каскады могут потерять половину ежегодного снежного покрова в ближайшие 70 лет), продолжительность его продолжительности и то, сколько воды в конечном итоге попадает к человеческому населению. Таким образом, для исследователей снежный покров является быстро движущейся целью. «В конце концов, через пару десятилетий мы перейдем к моменту, когда в этих экосистемах, где преобладают снега, преобладают дожди, и теперь эта динамика будет другой», — сказал Суэйн. «Эта зима — отличный пример года, когда, к сожалению, этот эффект был в значительной степени неактуален, потому что на самом деле на этом уровне вообще нет снежного покрова».