Возрастающий вклад пожаров, вызванных климатом, в отложение азота в Соединенных Штатах

Почему западные лесные пожары важны для всех

За последние годы изображения огромных пожаров, охватывающих американский Запад, стали болезненно привычными. Обычно мы сосредотачиваемся на видимом и вдыхаемом дыме, но это новое исследование задаёт более глубокий вопрос: что происходит со всем азотом в этом дыме после того, как пламя затухает? Ответ важен для лесов, степей, озёр и даже качества воздуха по всей территории Соединённых Штатов. Используя два десятилетия подробных компьютерных реконструкций, авторы показывают, что пожары, обусловленные климатом, незаметно меняют пути перемещения азота в атмосфере и места его выпадения на землю, с растущими последствиями для чувствительных экосистем.

Огонь, жара и высыхающая атмосфера

Исследователи начинают с связи поведения пожаров с потеплением и сушеющимся климатом. Они анализируют 20 лет данных (2002–2021) для континентальной части США, с акцентом на температуру и показатель, называемый дефицитом парциального давления водяного пара (vapor pressure deficit), который описывает «жажду» воздуха по отношению к влаге. В западных регионах, особенно на Западе и Северо-Западе, годы с более высокими температурами и сушеющимся воздухом чётко совпадают с годами, когда горит гораздо больше акров. Примерно с 2011 года в западных штатах наблюдается явный сдвиг в сторону более частых лет с необычно большими площадями выгорания, с пиком около 2020 года. В отличие от этого, на востоке США размеры пожаров в целом уменьшались, чему способствовали более влажные условия и иная растительность и ландшафты.

Дым как подвижный источник азота

Дым от пожаров — это не просто мгла; он насыщен реактивными соединениями азота, которые могут переноситься на большие расстояния. В исследовании рассматривают азот, выделяющийся в виде оксидов азота и аммиака, вместе называемых реактивным азотом. По стране в целом загрязнение от транспорта, электростанций и промышленности резко сократилось за последние два десятилетия благодаря правилам по чистому воздуху. Но выбросы от пожаров не пошли по тому же нисходящему пути. В некоторых западных регионах сейчас пожары обеспечивают около 10–20% выбросов оксидов азота и 20–30% выбросов аммиака. Авторы обнаруживают, что по мере высыхания воздуха — ещё одного признака изменения климата — выбросы азота от пожаров, как правило, увеличиваются, особенно в западных горных и прибрежных регионах.

Куда в итоге попадает азот

Чтобы понять, как этот азот влияет на сушу, команда провела две масштабные согласованные симуляции: одну, включающую все выбросы от пожаров, и другую, в которой они исключены. Сравнение этих миров «с пожаром» и «без пожара» показывает, сколько дополнительного азота оказывается в экосистемах из‑за горения. По всей стране более строгие правила по загрязнению привели к общему снижению отложения азота. Тем не менее пожары перегибают эту тенденцию в ключевых местах. На Западе и Северо-Западе пожары увеличивают локальное отложение азота в отдельных ячейках сетки до 76%, а по этим регионам вклад пожаров растёт примерно на 0,5–1% в год. К 2020 году азот, связанный с пожарами, может составлять около 20% от общего отложения на Западе и до 40% на Северо-Западе. Большая часть этого дополнительного азота поступает в виде соединений на основе аммиака, которые имеют тенденцию оседать непосредственно на листья и почву в сухой форме, а не вымываться дождём.

Нагрузка на леса и степи

Экологи используют понятие «критическая нагрузка», чтобы описать, какое количество азота экосистема может получать ежегодно, прежде чем начнутся негативные последствия — потеря чувствительных лишайников, сдвиги в растительном сообществе, подкисление почв или ухудшение качества воды. Авторы сопоставляют смоделированное ими отложение азота с двумя консервативными порогами для лесов и травянистых сообществ западных регионов США. Хотя суммарные азотные нагрузки в целом снизились с 2002 года, учёт выбросов от пожаров сглаживает эту нисходящую тенденцию и в некоторых случаях возвращает экосистемы к уровням, вызывающим обеспокоенность или превышающим их. В климатических регионах Запада и Северо-Запада пожары повышают отношение отложения азота к критической нагрузке на 20–40%, подталкивая уязвимые леса и степи ближе к уровням, связанным с потерей биоразнообразия и другими долгосрочными повреждениями.

Что это значит для будущего

Для неспециалиста вывод прост: чище автомобили и электростанции сократили многие традиционные формы загрязнения воздуха, но пожары, обусловленные климатом, становятся растущим, труднее контролируемым источником азотного загрязнения. В западных штатах более крупные и частые пожары всё больше диктуют, сколько азота оседает на экосистемах, особенно поскольку сухие условия способствуют прямому выпадению аммиачных соединений на землю. Даже при снижении антропогенных выбросов азот от пожаров замедляет или обращает вспять экологические улучшения и повышает риск того, что чувствительные леса и степи перейдут пороги, приводящие к повреждениям. Долговременный континентальный масштаб исследования указывает на то, что адаптация к изменению климата потребует не только управления дымом ради здоровья людей, но и переосмысления практик пожарного и земельного хозяйства, чтобы защитить скрытое азотное равновесие, лежащее в основе здоровья экосистем.

Цитирование: Campbell, P.C., Tong, D.Q., Chang, S. et al. Increased contributions of climate-driven wildfires to nitrogen deposition in the United States. Commun Earth Environ 7, 254 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03279-4

Ключевые слова: лесные пожары, отложение азота, изменение климата, загрязнение воздуха, здоровье экосистем