«`html

Биоуголь превосходит естественные остатки для восстановления сожжённых почв

Лесные пожары, становящиеся всё более частыми и интенсивными под воздействием изменения климата, глубоко преобразуют лесные экосистемы и почвы. Эти пожары уничтожают органическое вещество почвы, нарушают микробные сообщества и изменяют саму структуру земли, делая её уязвимой к эрозии, оползням и загрязнению вод. Перед лицом этих разрушений естественные остатки, такие как зола и древесный уголь, играют двоякую роль. Зола, богатая питательными элементами, такими как кальций, магний или калий, оказывает немедленный удобрительный эффект и временно нейтрализует кислотность почв. Однако эти питательные вещества, будучи очень растворимыми, быстро вымываются дождями, прежде чем растения успевают ими воспользоваться, что в долгосрочной перспективе обедняет почвы. Кроме того, мелкие частицы золы забивают поры почвы, снижая её способность поглощать воду и способствуя поверхностному стоку.

Древесный уголь, образующийся в результате пожаров, обладает химически нестабильной структурой. Формируясь в условиях быстрого и неравномерного сгорания, он сохраняет летучие органические соединения и токсичные для растений вещества, такие как фенолы или ароматические углеводороды. Эти характеристики ограничивают его эффективность для связывания углерода и могут даже усугублять гидрофобность почв, то есть их способность отталкивать воду, что препятствует инфильтрации и усиливает риск эрозии.

На фоне этих ограничений биоуголь, растительный уголь, производимый методом контролируемого пиролиза биомассы, становится гораздо более эффективным решением. В отличие от естественного угля, биоуголь изготавливается в точных условиях, без кислорода и при подходящих температурах, что придаёт ему пористую и стабильную структуру. Эта пористость позволяет ему удерживать воду, улучшать катионно-обменную способность почв и улавливать загрязнители, такие как тяжёлые металлы. Удерживая питательные вещества, он действует как медленнодействующее удобрение, синхронизируя их доступность с потребностями восстанавливающихся растений. Кроме того, его поверхность, богатая функциональными группами, способствует связыванию загрязнителей, снижая их токсичность для молодых побегов.

Биоуголь также играет ключевую роль в биологическом оживлении почв. После интенсивного пожара верхние слои почвы часто стерилизуются, уничтожая микроорганизмы и грибы, необходимые для роста деревьев. Биоуголь создаёт защитную микросреду, называемую биоуглесферой, где бактерии и грибы находят убежище от засухи и хищников. Его микропоры предоставляют идеальное убежище для полезных микроорганизмов, ускоряя тем самым повторное заселение почвы и восстановление растительности.

Ещё одно важное преимущество биоугля заключается в его способности восстанавливать гидрологические свойства почв. Действуя как губка, он увеличивает удержание воды и разрушает гидрофобные слои, образованные пожарами, облегчая инфильтрацию и снижая риск поверхностного стока. Это улучшение структуры почвы также ограничивает эрозию на склонах — распространённую проблему после пожаров.

Производство биоугля из сожжённой древесины или лесных отходов представляет собой циркулярное решение. Преобразуя на месте остатки пожаров в биоуголь, можно снизить риск новых пожаров, одновременно обогащая обеднённые почвы. Этот подход в сочетании с использованием биоугля, произведённого при высоких температурах, позволяет обеспечить устойчивое связывание углерода и быстрое восстановление экосистем. Биоуголь, произведённый при температуре выше 600 градусов, действительно обладает более высокой химической стабильностью и лучшей устойчивостью к микробному разложению, гарантируя длительное хранение углерода в почве.

Однако применение биоугля должно быть тщательно адаптировано к каждому участку. Чрезмерное использование щелочного биоугля может, например, нарушить pH почвы и сделать некоторые питательные вещества недоступными для растений. Аналогично, его поверхностное применение может увеличить поглощение солнечного тепла, создавая дополнительный стресс для молодых растений в засушливых климатах. Поэтому предпочтительно вносить его в верхние слои почвы.

В итоге, хотя естественные остатки пожаров долгое время считались достаточными для восстановления почв, их эффективность остаётся ограниченной перед масштабами современных мегапожаров. Биоуголь, напротив, предлагает контролируемую и устойчивую альтернативу, способную решать физические, химические и биологические проблемы, создаваемые этими природными катастрофами. Его целевое использование, особенно в зонах высокого риска, может стать основой управления после пожаров и борьбы с деградацией лесных экосистем.

«`

Crédits et attributions

Source principale

DOI : https://doi.org/10.1186/s13765-026-01098-x

Titre : Ecological restoration of wildfire-affected areas: a review on the impacts of natural combustion residues (charcoal/ash) versus engineered biochar application

Revue : Applied Biological Chemistry

Éditeur : Springer Science and Business Media LLC

Auteurs : Jae-Hoon Lee; Seul-Rin Lee; Jun-Suk Rho; Dong-Cheol Seo