Modstandsdygtighed af Yellowstones skove testet af hidtil uset brand

I august 2016 områder af Yellowstone National Park, der brændte i 1988, brændte igen. Kort efter, i oktober 2016, økolog Monica Turner og hendes hold af kandidatstuderende besøgte parken for at begynde at vurdere landskabet.

"Vi så disse områder, hvor alt var forbrændt, og det havde vi ikke set før, " siger Turner, en professor i integrativ biologi ved University of Wisconsin-Madison, som har nærstuderet Yellowstones reaktion på brand siden 1988. "Det var overraskende."

I en undersøgelse offentliggjort i denne uge i Proceedings of the National Academy of Sciences , Turner og hendes team beskriver, hvad der sker, når Yellowstone – tilpasset til tilbagevendende brande hvert 100. til 300. år – i stedet brænder to gange på mindre end 30 år. Yellowstone, som vi kender det, går en usikker fremtid i møde, siger forskerne, og et af de store spørgsmål, de håber at få svar på, er, om skovene kan komme sig.

Med Rapid Response Research-finansiering fra National Science Foundation, Turner og hendes team vendte tilbage til Yellowstone i sommeren 2017 for at studere de områder, der brændte igen. Disse inkluderer Maple Fire, som brændte 28-årige lodgepole fyrretræer, der regenererede efter North Fork-branden i 1988, og bærilden, som indeholdt 28 år gamle lodgepole fyrretræer, der var regenereret efter 1988 Huck Fire og 16 år gamle træer, der regenererede efter 2000 Glade Fire.

I hvert område, de sammenlignede med områder, der brændte i 1988 eller 2000, men som ikke brændte igen i 2016.

I nogle områder, ilden brændte så alvorligt, at intet andet end stubbe af unge træer stod tilbage. Træstammer, der engang var blevet spredt på skovbunden, blev forbrændt, efterlader negativer fra deres tidligere jeg - spøgelsesskygger - hvor de var faldet.

"Alt var væk, " siger Turner. "Det var forbløffende."

Typisk, de fleste træer, der er dræbt af brand, bliver stående i årevis. Overfladebrande efterlader døde nåle på træer. Kronebrande brænder nåle af, men efterlader stående kufferter. Imidlertid, fire af de 18 genbrændte grunde, som Turners team tog prøver af, så ild så alvorlig, at de måtte finde på et nyt navn til at beskrive dem:crown fire plus. I disse, 99 procent af stænglerne fra tidligere træer brændte.

I 2011 modelleringsarbejde fra Turners gruppe udfordrede allerede eksisterende forestillinger om, at unge skove mangler brændstof nok i form af træer og fældede træstammer til at opretholde alvorlig brand. Brandene i 2016 bekræftede deres forudsigelser.

"Idéen var, at hvis brande gentager sig hyppigere, vi vil se en vis selvbegrænsning, unge skove vil ikke være i stand til at brænde igen, " siger studiemedforfatter, kandidatstuderende Kristin Braziunas. "Vi så endeligt, at dette ikke var tilfældet - selv da vi kun var 16 år gammel, der var tilstrækkeligt brændstof til, at disse skove kunne brænde på det højest mulige niveau af alvorlighed."

Holdet fandt også en seksdobling i antallet af frøplanter af lodgepole fyrretræer, der genetablerede i det første år efter 2016-brandene. I nogle pletter af genbrændt skov, regenereringsraterne var væsentligt lavere. Tæt, unge skove blev omdannet til meget sparsommere.

Lodgepole fyrretræer er kendt for deres serotinøse kogler, som er tilpasset til at åbne i ild og frigive deres frø, genopfylder skoven med et tykt tæppe af nye træer, når flammen har stivnet. Historisk set, brandintervallerne på 100 til 300 år gav træer mulighed for at modnes og bygge deres frøbanker op.

Men yngre træer har endnu ikke opbygget deres opsparing, så en hurtig forbrænding er som at dyppe ind på en bankkonto, før midlerne er blevet genopfyldt.

Forskerne fandt også ud af, at de genbrændte skove mistede betydelig kulstoflagringskapacitet. Næsten to ud af tre træstammer på skovbunden blev fortæret i 2016-brandene. Disse stykker dødt træ var kulstofvaske, lagre kulstof, som træet optog, mens det var i live. Når man brænder, de frigiver kulstof til atmosfæren.

Turner forklarer, at når en gammel skov brænder, det tager omkring 90 år for skoven at genvinde sit tabte kulstof.

"Vi bekymrer os om kulstoflagring og -genvinding, fordi skove spiller en meget vigtig rolle i det globale kulstofkredsløb, " siger Braziunas, som før han kom til Turners forskergruppe brugte mere end syv år på at arbejde som kommunal brandmand i Oberlin, Ohio.

Braziunas tilpassede en model tidligere skabt af Turners samarbejdspartner, Rupert Seidl, at estimere, hvor lang tid det ville tage for skoven at genvinde det kulstof, den havde mistet til atmosfæren i 2016-brandene, mellem trætab, nedsat træforbrug, og reduceret træfornyelsestæthed. Hun fandt ud af, at det ville tage mere end 150 år, forudsat at skovene ikke brænder igen i den tid.

"Vi var i det væsentlige i stand til at rekonstruere, hvordan skoven så ud, før branden skete, hvor mange træer var der, og hvor store ville de have været, " siger Braziunas. "Fordi vi også målte bevoksninger i nærheden (af træer), der ikke brændte, vi kunne sammenligne, hvad der sker efter genudbrændingerne og udspille scenarierne i modellen."

skønnet, hun og Turner siger, repræsenterer et bedste tilfælde, konservativt scenario. Med et opvarmende klima og øget hyppighed af tørke, skovene vil sandsynligvis brænde igen med korte intervaller.

Imidlertid, skoven har længe vist sig at være modstandsdygtig.

"Landskaberne kommer til at se anderledes ud, end de har gjort tidligere, " siger Turner, "men det betyder ikke, at de ikke vil være smukke. Der vil være arter, der gavner, og arter, der ser deres udbredelse trække sig sammen."

"Forandring vil ske, og forandring vil ske hurtigere, end vi troede, " tilføjer hun. "Vi er ved at lære, hvordan systemet reagerer, men vi ved ikke, i hvilken grad den vil være modstandsdygtig eller tilpasse sig i fremtiden. Men jeg er ikke klar til at afskrive det. Vi er tidligere blevet overrasket."