Brandpåvirkninger på jordfugtighed, afstrømning

Ild og vand. Tidløs, modsatrettede kræfter, de er faktisk forbundet på kraftfulde måder, der kan have stor indvirkning på samfund og økosystemer.

Las Conchas megabrand i New Mexico i 2011 brændte mere end 150, 000 acres og truede Los Alamos National Laboratory. Nu, ved hjælp af data fra branden, forskere ved Los Alamos har skabt en eksperimentel model, der vil hjælpe os med bedre at forstå samspillet mellem ild og vand i jorden.

Adam Atchley, en forsker ved Los Alamos National Laboratory, og hans hold tog afsted med et mål:at evaluere, hvordan jordens vandbalance ændrer sig før og efter en brand, afhængig af forbrændingens sværhedsgrad.

De designede en eksperimentel model til at simulere virkningerne af skovbrande på vandbalancen på et brændt sted. Modellen brugte faktiske stedstilstandsmålinger i Las Conchas brandregion. Disse målinger blev taget flere år før branden af ​​Bandelier Fire Ecology Field Team. Modellen inkorporerede også data om forbrændingsgrad fra naturbranden.

De fandt, at skovbrande med lav til moderat sværhedsgrad resulterer i vådere jord.

Vand efterlader jorden på flere måder. Vand kan bevæge sig gennem planter, undslipper som damp gennem porerne i bladene. Dette kaldes evapotranspiration. Når vegetation brændes, evapotranspiration reduceres typisk, indtil planterne vokser ud igen. Som resultat, mindre vand trækkes ud af jorden. Det forbliver vådere.

Overfladeafstrømning er en anden form for vandbevægelse. Naturbrand kan gøre jorden mere sårbar over for dette fugttab. Brand fjerner de absorberende lag af nedfaldent og rådnende plantemateriale på skovbunden. Disse lag, kaldet strøelse og duff, kan opbevare mere fugt end jorden kan. Uden disse lag, kraftig regn kan give mere vand, end jorden kan optage. Dette bidrager til overfladeafstrømning.

"Det er velkendt, at brandforstyrrelser kan have en stærk effekt på, hvordan vand interagerer med land, " sagde Atchley. "Ild øger ofte dramatisk prangende afstrømningsreaktioner på storme efter brandforstyrrelsen. Men det reducerer også evapotranspiration. Hvad er ikke godt forstået, og er svær at måle, er hvordan disse to konkurrerende processer ændrer stedets vandbalance, eller hvor vådt eller tørt et brændsted vil være efter branden. En forøgelse af afstrømningen vil gøre stedet tørrere generelt, mens en formindskelse af evapotranspirationen vil holde vandet på stedet og gøre det vådere, " sagde Atchley.

Den eksperimentelle model identificerede et vigtigt vendepunkt. På steder med høj sværhedsgrad, øget afstrømning opvejer effekten af ​​reduceret evapotranspiration. Vandafstrømningen er større end det tilbageholdte vand, efterlader forholdsvis tørrere jorder efter branden.

Det hele er et spørgsmål om sværhedsgrad. "Hvad vi fandt, " sagde Atchley, "er, at afbrændingssteder generelt vil blive vådere, fordi ændringen i evapotranspiration er større end ændringen i afstrømningen. i tilfælde af svær forbrændingsgrad, stedet kan blive tørrere, fordi ændringen i afstrømningen kort efter branden bliver større end ændringen i evapotranspiration."

De jordbunds- og vegetationsforhold, der påvirker fugten efter en naturbrand, vil også ændre sig over tid. Til indledende genopretning og vandforvaltningsplanlægning efter en naturbrand, disse resultater har vigtige konsekvenser.