Hvordan en ild i naturen genoprettede et Yosemite -vandskel

I næsten et halvt århundrede, lyn-gnister i Yosemites Illilouette Creek Basin har kruset hen over landskabet-nøje overvåget, men stort set ukontrolleret. Deres flammer kan eksplodere til varme, der brænder hele bakker på én gang, eller sidde ulmende i underbørsten i flere måneder.

Resultatet er cirka 60 kvadratkilometer skov, der ser bemærkelsesværdigt anderledes ud end andre dele af Sierra Nevada:I stedet for tæt, væg-til-væg trædække-resultatet af mere end et århundredes brandslukning-landskabet er brudt op af pletter af græsarealer, kratområder og våde enge fyldt med vilde blomster mere rigelige end i andre dele af skoven. Disse huller i baldakinen er ofte præget af de sorte skaller af brændte stammer eller den friske grønne af unge fyrretræer.

"Det er virkelig et indblik i, hvordan Sierra Nevada var for 200 år siden, "sagde Scott Stephens, professor i miljøvidenskab, politik og ledelse ved University of California, Berkeley, og meddirektør for Berkeley Skove.

Stephens er seniorforfatter af en ny undersøgelse, der samler årtiers forskning, der dokumenterer, hvordan tilbagevenden af ​​brande har formet økologien i Yosemite National Parks Illilouette Creek Basin og Sequoia og Kings Canyon National Parks 'Sugarloaf Creek Basin, siden parkerne vedtog politikker for bassiner-ved Illilouette Creek i 1972 og Sugarloaf Creek i 1968-for at tillade lynantændte brande at brænde.

Mens udsigten til røg over ikoniske Half Dome har bekymret både politikere og turister, Stephens og hans kollegers arbejde viser, at det har givet ubestridelige økologiske fordele at tillade hyppige brande i disse bassiner herunder at øge plante- og bestøverens biodiversitet, begrænse sværhedsgraden af ​​brande og øge mængden af ​​tilgængelig vand i tørketider. Alle disse fordele vil sandsynligvis også gøre skoven mere modstandsdygtig over for de varmere, tørre forhold forårsaget af klimaændringer, forskningen tyder på.

"På mange måder, ilden er blevet genoprettet til Illilouette, og det har skabt en kompleks vegetabilsk mosaik med kaskadeeffekter på ting som vand, "sagde studieforfatter Brandon Collins, der har en fælles ansættelse som forsker med Berkeley Forests og med U.S. Forest Service. "I Illilouette, du kan have pletter af unge, genopbygge træer fra en brand for 15 år siden, eller områder, hvor en klassisk undervandsforbrænding har resulteret i store, gammel, træer med stor afstand. Du kan endda have områder, hvor ild har savnet, fordi der er mere fugt, såsom ved siden af ​​en å eller på kanten af ​​en eng. Al denne kompleksitet kan ske på en virkelig kort mængde plads. "

Undersøgelsesresultaterne ankommer midt i en kritisk brandsæson, når tørkeforhold i hele det vestlige USA allerede har udløst mange store naturbrande, herunder Dixie Fire, hvilken, den 8. august, var den næststørste løbeild i Californiens historie. Selvom klimaændringer har spillet en rolle i at øge alvorligheden af ​​disse brande, Stephens sagde, Illilouette Creek Basin fungerer som et eksempel på, hvordan de nuværende skovforhold i Sierra - stort set formet af årtiers brandhæmning - også driver disse massive flammer.

"Jeg tror, ​​at klimaændringer ikke er mere end 20 til 25% ansvarlige for vores nuværende brandproblemer i staten, og det meste skyldes det, som vores skove er, "Sagde Stephens." Illilouette Basin er et af de få steder i staten, der rent faktisk giver disse oplysninger, fordi der ikke er tegn på ændringer i brandstørrelse eller i alvorligheden af ​​brande, der brænder i området. Så, selvom økosystemet påvirkes af klimaændringer, dens tilbagemeldinger er så dybe, at det slet ikke ændrer brandregimet. "

Returnerer ild til Yosemite

I årtusinder, skovbrande udløst af lyn, eller tændt af indianerstammer, formede regelmæssigt landskabet i det vestlige USA, ikke kun forårsager ødelæggelse, men også udløser nødvendige cyklusser for genfødsel og regenerering. Imidlertid, ankomsten af ​​europæiske kolonister i slutningen af ​​1800'erne, efterfulgt af dannelsen af ​​U.S. Forest Service i 1905, indledte en æra, hvor ild blev betragtet som fjende for mennesker og skove, og langt de fleste naturbrande blev hurtigt slukket.

I 1940'erne og 1950'erne, en række skovforvaltere og økologer var begyndt at stille spørgsmålstegn ved visdommen ved brandhæmning, bemærker, at denne praksis eliminerede værdifulde naturtyper og øger sværhedsgraden af ​​brande ved at tillade årtiers brændstofopbygning. Disse brandforsvarere omfattede A. Starker Leopold, en anerkendt bevaringsforsker og professor i zoologi og skovbrug ved UC Berkeley, samt Harold Biswell, en professor ved UC Berkeleys Skovbrugsskole.

Som svar på en grundlæggende rapport fra 1963 ledet af Leopold, US National Park Service ændrede sin politik i 1968 for at tillade lynbrande at brænde inden for særlige brandhåndteringszoner - normalt fjerntliggende regioner i store højder - hvor faren for menneskelige bosættelser var lav. Nationalparkerne i Sequoia og Kings Canyon etablerede den første brandhåndteringszone i 1968, efterfulgt af Yosemite National Park i 1972.

"Jeg tror, ​​det endelig blev erkendt, at ild er en integreret del af disse økosystemer, og der var et par nøglepersoner, der var villige til at tage risikoen for at lade disse brande ske, "Sagde Collins.

'Det er ikke altid rent, og det er ikke altid rart '

Mellem 1973 og 2016, Illilouette Creek Basin oplevede 21 brande større end 40 hektar - omtrent lig med 75 fodboldbaner - mens Sugarloaf oplevede 10 brande af den størrelse. I Illilouette, resultatet i dag er en skov, der kan se lidt rodet ud for det utrænede øje, men det rummer meget modstandsdygtighed.

"Når nogle besøger Illilouette, de siger, 'Se på alle disse døde træer!' "Sagde Stephens." Jeg tror, ​​vi har denne idé om, at skovene hele tiden skal være grønne og kun består af store træer. Men det viser sig, at ingen skov kan gøre det. Det skal være i stand til at vokse unge træer og regenerere. Det gør Illilouette, men det er ikke altid rent, og det er ikke altid rart. "

I Illilouette, løbeild har skabt et mere mangfoldigt udvalg af levesteder for dyr som bier og flagermus, samtidig med at en række planteliv blomstrer. Den detaljerede historie om naturbrande i Illilouette har også givet skovdyrkerne værdifuld information om, hvordan virkningen af ​​et løbeild på landskab og vegetation kan påvirke banen for det næste løbeild.

"Da brande generelt må brænde frit i Illilouette, vi kunne se på, hvad der sker, når to brande er brændt tæt på hinanden:Hvornår brænder den anden brand ind i det område, der blev brændt af den første brand, og hvornår stopper det ved den forrige omkreds? "sagde Collins." Vi fandt ud af, at det virkelig afhang af den tid, der var gået siden den første brand. Hvis det havde været ni år eller derunder, brande brændte næsten aldrig ind i en tidligere brandomkrets. "

Collins sagde, at Illilouette også har givet skovforvaltere en enestående mulighed for at undersøge, hvordan løbeild opfører sig under forskellige forhold, snarere end kun på det mest forfærdelige.

"En af de ting, der er lidt pervers ved brandbekæmpelsespolitikken, er, at vi faktisk begrænser brande til kun at brænde under de værste forhold. Hvis branden er blød, det er et godt tidspunkt at slukke det, og, som resultat, de brænder kun, når vi ikke kan slukke dem, "Sagde Collins." Men ved at lade disse brande brænde (i Illilouette), de er i stand til at opleve hele spektret af vejrforhold. På dårlige dage, nogle af disse brande har virkelig sat en temmelig god plume op. Men på bagsiden, de kommer også til at brænde under mere moderate forhold, også, og det giver virkelig varierede effekter. "

At vende tilbage til Illilouette har også haft den noget kontraintuitive effekt at øge tilgængeligheden af ​​vand i bassinet, et vigtigt fund, da Californien forvitrer endnu et år med ekstrem tørke.

Undersøg medforfatter Gabrielle Boisramé, en assisterende forskningsprofessor ved Desert Research Institute i Nevada, begyndte at studere vand i Illilouette som ph.d. studerende i miljøteknik ved UC Berkeley. Hendes simuleringer og målinger indikerer, at små huller i trækronen skabt af naturbrande har givet mere vand fra sne og nedbør mulighed for at nå jorden, samtidig reducere antallet af træer, der konkurrerer om vandressourcer. Som resultat, jordfugtighed nogle steder i Illilouette steg så meget som 30% mellem 1969 og 2012, hvilket sandsynligvis bidrog til meget lav trædødelighed i bassinet i tørkeårene 2014 og 2015.

Målinger indikerer også, at strømmen ud af Illilouette Creek Basin er steget en smule siden det administrerede naturbrandprogram begyndte, mens strømmen ud af andre lignende vandområder i Sierras alle er faldet. Forøgelse af mængden af ​​vand, der strømmer nedstrøms, vil sandsynligvis gavne både mennesker og de akvatiske økosystemer, der er afhængige af denne dyrebare ressource.

"Der bliver gjort mere og mere arbejde, der undersøger brandens virkninger på hydrologi, men det meste af den anden forskning ser på virkningerne af katastrofale brande, der brændte en hel skov op, "Sagde Boisramé." Så vidt vi ved, vi er de eneste i det vestlige USA, der studerer et restaureret brandregime, hvor vi ikke bare ser på en enkelt brand, men en række brande af blandet sværhedsgrad, der er sket over naturlige tidsintervaller. Der er bare ikke så mange steder at studere de langsigtede virkninger af disse gentagne naturbrande, fordi Sugarloaf og Illilouette var de første områder i Californien-virkelig de første vestlige bjergvandområder-hvor de begyndte at lade brande brænde det meste af tiden. "

Kæmper for ilden

De fleste amerikanske nationalparker praktiserer nu en form for brandbrug, snarere end fuld ilddæmpning, og i 1974, National Forest Service ændrede også sin politik for også at tillade nogle brande at brænde på dens marker, selvom brandområder er sjældne i dette bureau. Imidlertid, disse føderale brandanvendelsespolitikker har kæmpet for at få fodfæste, hovedsagelig på grund af de iboende risici, der er forbundet med håndteringen af ​​brande.

Selv i Sugarloaf Creek Basin, hvor mange brande har fået lov til at brænde, der har også været betydeligt mere brandslukning end i Illilouette, undersøgelsen fundet. Som resultat, de økologiske fordele i Sugarloaf er ikke så markante som dem i Illilouette.

"Jeg tror, ​​at en af ​​de vigtigste ting at genkende er, at landskabet i Illilouette allerede var noget unikt, dels fordi det er i lidt højere højde end mange af de skove, vi administrerer, "Sagde Collins." Som et resultat, den havde allerede en blanding af vegetation med pletter af enge og sten, og jeg tror, ​​at det måske gav ledere lidt lettere ved at lade ild ske der. Det har ikke potentiale til virkelig at skubbe et kæmpe megafyr ud, fordi det mangler den kontinuitet, som nogle af disse andre områder har. "

Mens både naturligt gnistede brande og foreskrevne forbrændinger kunne hjælpe store dele af Sierra-skoven til at blive mere modstandsdygtige over for både tørke og brand med høj sværhedsgrad, modstanden mod nationale "lad det brænde" -politikker i Californien er fortsat stærk, med statslige og lokale brandbureauer, der ofte favoriserer sikkerheden ved brandslukning.

Collins og Stephens erkender begge, at den nuværende brændstoftæthed i store dele af Sierra, blandet med det varmere, tørre forhold, der allerede er udløst af klimaændringer, har gjort håndteringen af ​​løbeild endnu mere risikofyldt, end den var, da skovforvaltere begyndte at tillade brande at brænde i Yosemite i 1972. Dog, de argumenterer, ildbekæmpelse vil aldrig lykkes på lang sigt, fordi jo længere tid skovbrændstofkilder får lov at bygge op, jo mere sandsynligt er det, at naturbrande vil blive katastrofale, når de endelig tændes.

"For faktisk at tillade dette at ske, politiske og offentlige institutioner skal være villige til at imødekomme risici, fordi der vil være en del uforudsigelighed. Der kommer brande, der bliver større, og mere alvorlig forbrænding på steder, der har haft meget lidt ild i et århundrede eller mere, "Sagde Stephens." Vi kan ikke garantere, at Illilouette bliver det nye resultat, fordi det startede, da klimaforandringerne ikke var nær så alvorlige. Så, politiske institutioner bliver nødt til at imødekomme det, eller den første brand, der ikke gør præcis, hvad vi håber vil lukke hele programmet. "

Collins og Stephens går også ind for mere aggressiv foreskrevet afbrænding og restaureringstynding i hele Sierra for at hjælpe med at få skovene til et sted, hvor lyn-gnister kan få lov til at brænde mere sikkert.

Stephens krediterer stærkt, tidligt lederskab på Yosemite-herunder studieforfatter Jan W. van Wagtendok, der modtog en ph.d. fra UC Berkeley i 1972 og fortsatte med at fungere som forsker ved Yosemite det meste af sin karriere - for at have taget den enorme risiko ved at starte programmet og lade tidlige brande brænde i parken.

"Det er 50 år nu, men jeg tror, ​​at det, vi har lært, hjælper os med at forstå, hvad der er muligt, "Stephens sagde." Vi har 10 til 20 år til faktisk at ændre skovøkosystemernes bane i vores stat, og hvis vi ikke ændrer dem om 10 eller 20 år, skovøkosystemerne kommer til at ændre sig lige foran vores øjne, og vi skal bare være passagerer. Derfor er det så vigtigt at fortsætte dette arbejde. "

Studieforfattere omfatter også Sally Thompson fra University of Western Australia; Lauren C. Ponisio fra University of Oregon, Eugene; Ekaterina Rakhmatulina, Jens Stevens og Zachary L. Steel fra UC Berkeley; og Kate Wilkin fra San Jose State University.