Disturbări

Vegetația din zona boreală este afectată de regimuri naturale de perturbare care variază de la perturbări care înlocuiesc arboretele, cum ar fi incendiile grave și epidemiile de insecte, până la perturbări la scară mai mică asociate cu goluri în coronament create de aruncările de vânt, putrezirea rădăcinilor, adâncimea redusă a rădăcinilor sau mortalitatea localizată a insectelor. Atributele perturbărilor naturale (frecvență, severitate, durată și amploare) influențează compoziția, dimensiunea și stadiul de succesiune al ecosistemelor boreale (Brandt et al., 2013).

Incendiile forestiere sunt o perturbare comună în pădurea boreală. Estimările variază între 5 și 20 de milioane de hectare care sunt arse în fiecare an, cu variații mari în ceea ce privește regimul și comportamentul incendiilor în biom (de Groot et al., 2013). De exemplu, în Canada, suprafața totală arsă este în medie de aproximativ 2,5 milioane de hectare anual și a variat în ultimele trei decenii între 630 000 ha în 2001 și 7 milioane de hectare în 1995 (Canadian Forest Service, 2018). Intervalul mediu de revenire a incendiilor variază între 50 și 150 de ani în vestul Canadei (Johnstone și Chapin, 2006), până la peste 500 de ani în unele zone din estul Canadei (Bouchard et al., 2008). Incendiile din regiunile boreale ale Americii de Nord tind să se producă sub formă de incendii de coroană intense care înlocuiesc arboretele; în zonele continentale cu veri uscate, incendiile mari pot acoperi mai mult de 100 000 ha (Kneeshaw et al., 2011). În schimb, suprafața anuală arsă în Rusia a fost raportată ca variind între 7 și 16 milioane de hectare pentru perioada 2002-2011, puțin sub 80 % dintre acestea fiind clasificate ca incendii de suprafață de intensitate mică până la moderată (de Groot et al., 2013; Krylov et al., 2014). Într-adevăr, datele din imaginile prin satelit confirmă faptul că incendiile din America de Nord au o intensitate mai mare care crește proporțional cu procentul de acoperire cu copaci, ceea ce indică incendii de coroană, în timp ce incendiile din Rusia au în medie o intensitate mai mică, independentă de procentul de acoperire cu copaci, ceea ce indică în general mai mult incendii de suprafață (Wooster și Zhang, 2004). Aceste diferențe în comportamentul incendiilor boreale, care pot avea ca rezultat efecte nete contrastante asupra climei din cauza diferențelor în ceea ce privește emisiile atmosferice și albedo-ul terestru, sunt probabil legate de compoziția pădurilor și de ecologia incendiilor specifică speciilor (Rogers et al., 2015). Genul Picea, care este mai abundent în America de Nord decât în Rusia, favorizează incendiile de coroană prin frunzișul foarte inflamabil al acelor și prin faptul că are un obicei de ramuri vii joase care acționează ca o scară de combustibil. În schimb, conținutul ridicat de umiditate al acelor de foioase ale genului Larix, mai abundent în pădurile boreale din Rusia, nu favorizează incendiile de coroană (de Groot et al., 2013).

În ecosistemele forestiere boreale pot fi întâlnite, de asemenea, focare de insecte care ucid sau deteriorează arborii. În funcție de an, insectele pot afecta suprafețe mai mari decât incendiile din zona boreală a Canadei (Canadian Forest Service, 2018). În estul Canadei, viermele mugurilor de molid (Choristoneura fumiferana), un defoliator cu un interval de revenire de 30-40 de ani care afectează în principal bradul balsamic, defoliază periodic câteva milioane de hectare de păduri. În vestul Canadei, focare ale gândacului de pin de munte (Dendroctonus ponderosae), cu o periodicitate de aproximativ 40 de ani, au fost observate la toate speciile de pin, dar apar mai ales la pinul lodgepole (Pinus contorta) (Taylor et al., 2006). Cu toate că defoliatorii care cauzează defrișări pe scară largă sunt neobișnuiți în partea de vest a Eurasiei boreale, molia siberiană (Dendrolimus spp.) poate provoca defolieri masive în pădurile de larice din Siberia (Kneeshaw et al., 2011). Deoarece insectele sunt adesea specifice gazdei, atacând doar o singură specie sau un număr mic de specii, modelele de mortalitate și distribuția claselor de vârstă tind să fie mult mai disparate după epidemiile de insecte decât după perturbările provocate de incendii (Bergeron și Fenton, 2012). Cu toate acestea, perturbările provocate de incendii și insecte în pădurea boreală sunt interconectate: focul poate ucide direct insectele sau le poate modifica habitatele; focarele de insecte pot afecta probabilitatea și severitatea incendiilor prin creșterea acumulării de combustibili. Mai mult decât atât, s-a considerat că activitățile de suprimare a incendiilor cresc vulnerabilitatea arboretelor la daunele provocate de insectele defoliatoare (McCullough et al., 1998).

Căderea vântului poate fi, de asemenea, o perturbare importantă în pădurile boreale, atât la scara arboretului (Ruel, 2000), cât și la scară peisagistică sau regională. Ea poate afecta arbori individuali, creând o dinamică a golurilor în cadrul arboretelor (Ulanova, 2000). De asemenea, doborâturile de vânt pot înlocui un arboret, care a fost definit ca fiind o zonă continuă de cel puțin 5 ha în care acoperirea coronamentului după doborârea vântului este mai mică de 25 % (Bouchard et al., 2009). Deși frecvența doborâturilor de vânt care înlocuiesc un arboret tinde să fie mult mai mică decât cea a altor tipuri de perturbări naturale care înlocuiesc un arboret (Schulte și Mladenoff, 2005), au fost raportate evenimente eoliene catastrofale în unele zone boreale, cum ar fi Rusia și Ucraina (Ulanova, 2000). În timp ce probabilitatea de apariție a unei doborâturi parțiale de vânt poate fi prezisă în funcție de condițiile ecologice, cum ar fi compoziția speciilor, vârsta arboretului și tipul de depozit superficial (Ruel, 2000), doborâturile de vânt care înlocuiesc un arboret sunt, în general, mult mai puțin previzibile (Bouchard et al., 2009). S-a demonstrat că doborâturile mari de vânt care cauzează o mortalitate importantă a arborilor declanșează focare de gândaci de pin care se răspândesc apoi la arborii sănătoși, așa cum s-a observat în Fennoscandia (Kneeshaw et al., 2011).

În ciuda apariției unor perturbări mari de înlocuire a arboretelor în peisajele boreale, pădurile boreale naturale pot include, de asemenea, suprafețe semnificative de arborete bătrânești. De exemplu, o estimare la nivel grosier realizată pentru zona boreală canadiană sugerează că pădurile de peste 100, 200 și 300 de ani de la incendiu acoperă încă 49%, 27% și, respectiv, 16% din peisajul boreal al Canadei (Bergeron și Fenton, 2012). Cu toate acestea, pădurea boreală este, de asemenea, afectată în prezent de diferite tipuri de activități umane, inclusiv exploatarea forestieră și mineritul (Angelstam și Kuuluvainen, 2004), care contribuie într-adevăr la o scădere generală a acoperirii pădurilor bătrâne.

În ceea ce privește produsele forestiere, pădurile boreale furnizează peste 33% din lemnul de construcție din lume și 25% din fibrele necesare pentru cererea globală de hârtie (Burton et al., 2010). Cartografierea prin satelit a modificărilor în acoperirea forestieră pentru perioada 2000-2012 sugerează că activitățile de gestionare a pădurilor se regăsesc în aproape toată Suedia și Finlanda, în zona de tranziție boreală/temperată din estul Canadei, în părți din Rusia europeană și în Siberia centrală (Hansen et al., 2013). Mai mult, în cadrul pădurilor boreale sudice din America de Nord și Eurasia, peisajele forestiere intacte (adică peisaje cu o suprafață minimă de 500 km2 în care nu s-a detectat niciun semn de activitate umană) rămân doar în zone mici de păduri „protejate” (de exemplu, parcuri și rezervații de conservare). Peisajele forestiere intacte sunt mai abundente în pădurile boreale nordice, unde reprezintă 36% din suprafața globală a peisajelor forestiere intacte. În aceste zone, ele sunt perturbate în principal prin explorare minieră, minerit, extracția de combustibili fosili și incendii asociate cu infrastructura umană, cum ar fi drumurile și liniile electrice (Potapov et al., 2017).

.