Hyppigere brande kan dramatisk ændre boreale skove og udsende mere kulstof

Disse dage, røgfyldte sommerhimmel og mørkerøde solnedgange er en almindelig begivenhed i Canada og USA. Meget af den røg kommer fra store nordlige naturbrande.

Vi har arbejdet på konsekvenserne af stigende boreale naturbrande siden 2004, da et stort skår (2,6 millioner hektar) boreal skov brændte i Alaska og Yukon. Det så ud til, på det tidspunkt, som et usædvanligt stort brandår. Siden da, vi har set rekordstor brandaktivitet forekomme gentagne gange i det nordlige Nordamerika.

Stigende brandaktivitet i den boreale skov er i overensstemmelse med forventede reaktioner på klimaændringer. Det betyder, at individuelle skove sandsynligvis vil brænde hyppigere, end de har gjort i de sidste hundreder, selv tusinder, af år. Vores forskning i skovens reaktion på store brande viser, at en stigende frekvens af brande fører til et kaskadende sæt af ændringer, der kan ændre den boreale skov, som vi kender den, væsentligt.

Påvirkninger af hyppigere brand

Boreale skove har fungeret som kulstofdræn — de fjerner kuldioxid fra atmosfæren og lagrer det i biologiske materialer — i årtusinder. Men vores nylige undersøgelse af 2014-brandene i de nordvestlige territorier viser, at nogle dele af den boreale skov er ved at blive kilder til atmosfærisk kulstof, potentielt bidrager til drivhuseffekten.

Nylige skøn tyder på, at boreale skove lagrer mere kulstof, end der i øjeblikket er i atmosfæren, med det meste af det kulstof, der findes i jord. Disse puljer af gammelt jordkulstof er indeholdt i dybere jordlag og har tendens til at forblive våde. Historisk set, dette har forhindret dem i at brænde.

Imidlertid, vores arbejde i de nordvestlige territorier viser, at når unge skove (mindre end 60 år gamle) brænder, dette gamle kulstof - lagret i tidligere brandcyklusser - er tættere på overfladen, hvilket gør det omkring fem gange større sandsynlighed for at brænde. En stigende brandfrekvens gør således, at boreale skove er mere tilbøjelige til at frigive lagret arv kulstof tilbage til atmosfæren.

Hyppig afbrænding påvirker også træernes regenerering efter brand, ændre de træarter, der dominerer skovkronerne, og potentielt flytte nogle skovbevoksninger til tundra eller åbne skove. Vores arbejde med genopretning af skov efter de store brandår 2004-05 i Alaska og Yukon viser, at sort gran, det mest rigelige træ i Nordamerikas boreale skov, mister hurtigt sin hjemmebanefordel, når brande bliver for hyppige.

Sortgran er det typiske langsomtvoksende nordlige træ. Den producerer ikke sin første frøafgrøde, før den er omkring 25 år gammel, og den har brug for 50-80 år for at nå fuld reproduktiv modenhed.

Normalt regenererer disse grantræer godt efter brand. De har evnen til at "banke" frø for fremtiden ved at forsegle dem i kogler. Disse kogler åbner med ild og spreder mange hundrede frø ud i landskabet.

Imidlertid, når sortgranskove brænder i en tidlig alder, en sikker bank af kogler har endnu ikke udviklet sig, og fraværet af frø reducerer granregenereringssuccesen. I det fjerne nord, gentagne brande i sortgranskove kan forårsage et skift fra skov til tundra. I varmere dele af den boreale skov, granskove erstattes med løvtræer som birk og asp.

At miste arv

Når det gamle kulstof brænder og sortgrans regenerering mislykkes, en af ​​den boreale skovs vigtigste økosystemtjenester, langtidslagring af atmosfærisk kulstof, er sat i fare.

Ud over at lagre kulstof, den boreale skov giver kritiske levesteder for dyrearter såsom rensdyr, der lever af lav i modne nåletræsbevoksninger. Store flokke af golde jordrensdyr, der overvintrer i den boreale skov, har været en traditionel fødekilde for nordlige folk i årtusinder.

Stigning i brand, der forstyrrer nåleskove og deres lavunderbebyggelse, vil sandsynligvis have negative indvirkninger på rensdyrpopulationer og de mennesker, der er afhængige af dem. Og når der sker skift fra sortgranskove til asp eller tundra, disse skove er langsomme til at vende tilbage til historiske forhold, da de ingredienser, der er nødvendige for at regenerere de oprindelige skove, nu mangler:gamle kulstoffrø og en kilde til frø af sortgran.

Påvirkningerne forårsaget af en skiftende brandfrekvens kan ske hurtigt - tab af gammelt kulstof og skift i træarter udløses af enkelte brandhændelser - og vil sandsynligvis overskygge andre påvirkninger af klimaændringer på boreale skove, som tørkestress eller stimulering af plantevækst med en varmere, kulstofrig atmosfære.

Ændringer i boreale skove og deres økosystemtjenester vil påvirke lokalbefolkningens livsstil og levebrød, samt påvirke vores planets fremtidige klimabane. Efterhånden som klimaændringerne intensiveres, og brandfrekvensen fortsætter med at stige, vil vi sandsynligvis se et større område af boreale skove, der skifter fra kulstofdræn til kulstofkilder og store fald i gamle nåletræer i slutningen af ​​det 21. århundrede.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.