Forskere undersøger virkningen af ​​højsvære brande på nåleskove

Nogle vestlige nåleskoves evne til at komme sig efter en alvorlig brand kan blive stadig mere begrænset, efterhånden som klimaet fortsætter med at varme, forskere fra Smithsonian Conservation Biology Institute (SCBI) og Harvard Forest fundet i en ny undersøgelse offentliggjort i dag i Global forandringsbiologi . Selvom de fleste af disse keglebærende stedsegrønne træer er godt tilpasset til brand, undersøgelsen undersøger, om to sandsynlige facetter af klimaændringer - varmere, tørrere forhold og større, hyppigere og mere alvorlige naturbrande - kunne potentielt transformere landskaber fra skovklædte til buskdominerede systemer.

Som en del af undersøgelsen som blev finansieret af National Science Foundation, videnskabsmænd undersøgte nåleskove i den rigt mangfoldige Klamath-region i det nordlige Californien og det sydvestlige Oregon. Klamath-regionen er et botanisk hotspot, hjemsted for 29 arter af nåletræer og en række plantearter, der ikke findes andre steder på jorden.

Forskerne tog prøver af steder, der brændte alvorligt i skovbrande mellem 1987 og 2008. De fandt, at efter brand, løvtræer og buske hurtigt etableret ved enten at spire fra overlevende rodsystemer eller vokse hurtigt fra frø, der blev ved i jorden. Disse planter dominerede vegetationen i mindst de første par årtier efter branden. De fleste nåletræer, på den anden side, var langsomme til at konkurrere, afhængig af etablering af nye frøplanter båret af træer i mindre alvorligt forbrændte pletter eller uden for brandperimeteren.

Som resultat, nåletræer havde kun et par år til at etablere sig, før de regenererende hårdttræer og buske voksede tæt nok til at undertrykke dem. "Hvis de går glip af det vindue, er der meget mindre chance for vellykket etablering, og deres vækst vil være langsommere, " siger studieforfatter Kristina Anderson-Teixeira, en skovøkolog ved SCBI og Smithsonian Tropical Research Institute. Faktisk, undersøgelsen viste, at jo længere intervallet er mellem branden og nåletræets etablering, jo langsommere vokser træet.

"Klamath-økosystemet er en vigtig overgangszone, der adskiller buskene i California Chaparral fra Pacific Northwests tempererede regnskov, " siger Jonathan Thompson, seniorøkolog ved Harvard Forest og medforfatter på undersøgelsen. "Vores arbejde tyder på, at klimaændringer vil skubbe chaparralen mod nord på bekostning af Klamaths eksisterende nåleskove."

Fordi de fleste nåletræer er afhængige af frøspredning fra overlevende træer, større pletter af højsvær brand kan bringe en voksende del af landskabet i fare for dårlig regenerering af nåletræer efter branden. Undersøgelsen tyder på, at denne tendens kan være endnu mere udtalt, fordi der under tørre forhold er behov for mere rigelige frøkilder til at støtte nåletræsfrøplanter med tætheder, der er tilstrækkelige til at genoprette skoven. Ud over, tidligere forskning af Thompson og andre tyder på de unge, buskdomineret vegetation, der udvikler sig efter alvorlig brand, har tendens til at brænde mere alvorligt i efterfølgende brande end ældre nåleskove, hvilket betyder, at en gang en alvorlig brand konverterer en nåleskov til et buskdomineret system, den ikke-skovbevoksede vegetation kunne foreviges næsten i det uendelige gennem en cyklus med gentagen afbrænding.

"Vi ser klimaændringer påvirke systemet fra to retninger, " siger Thompson. "For det første, det bremser nåletræernes vækst, holde dem lavt til jorden og mere sårbare over for fremtidige brande i længere tid. Sekund, klimaforandringerne gør, at brand bliver hyppigere. Dette fænomen, som forskere kalder 'intervalklem', ' truer med at transformere denne og andre tørre, brandudsatte skove over hele verden."

Stadig, dele af landskabet kan være relativt modstandsdygtigt. For eksempel, nåletræer var i stand til at regenerere på vådere steder, selv midt i relativt store pletter med høj sværhedsgrad med få overlevende træer. "Klamath-regionen har støttet nåletræer i tusinder af år, " siger Thompson. "Nogle pletter vil helt sikkert overleve, uanset hvad klimaet kaster på dem."

Forskerne håber, at disse resultater kan hjælpe med at give den nødvendige information til at prioritere ledelsesindsatsen. "Vores undersøgelse hjælper med at identificere de steder, der har størst risiko for tab af skov, hvor ledere enten kunne målrette forvaltningen for at fremme skovgenopretning efter brand, eller acceptere, at vi kommer til at se en vis grad af landskabstransformation i de kommende årtier og lære at opfylde økologiske mål under de nye klima- og forstyrrelsesregimer, " siger Alan Tepley, en skovøkolog med SCBI og undersøgelsens hovedforfatter.

Disse resultater kunne også anvendes i en bredere sammenhæng til andre skovøkosystemer. "Der er bekymringer for meget af det vestlige USA og andre lignende landskaber, der under klimaændringer, skove kan være mindre tilbøjelige til at regenerere, " siger Anderson-Teixeira. "Og det kan så reducere skovdække på landskabet og resultere i store tab af kulstoflagring." Ifølge Anderson-Teixeira, Klamath-regionens skæbne afhænger delvist af samfundets kulstofemissioner, hvor øgede emissioner fører til mere opvarmning, hvilket i sidste ende kan resultere i mere skovtab.