2016年8月,1988年燃烧的黄石国家公园地区再次燃烧。不久之后,2016年10月,生态学家莫妮卡特纳和她的研究生团队参观了公园,开始评估景观。
威斯康辛大学麦迪逊分校的综合生物学教授特纳说:“我们看到这些地区的一切都在燃烧,我们以前从未见过这种情况。”他自1988年以来一直密切研究黄石公司对火灾的反应。“这令人惊讶。 “
在一份于2019年5月20日发表在“美国国家科学院院刊”上的一项研究中,特纳和她的团队描述了当黄石公司每100至300年适应一次火灾时会发生什么 - 而不是在不到30年的时间内燃烧两次。研究人员表示,我们所知道的黄石面临着一个不确定的未来,他们希望回答的一个重大问题是森林是否可以恢复。
随着国家科学基金会的快速反应研究资助,特纳和她的团队于2017年夏天返回黄石,研究重新燃烧的区域。其中包括枫树火灾,它燃烧了1988年北叉火灾后再生的28年长的松树林和贝里火灾,其中包含了1988年哈克火灾和16年后再生的28年生的松树林。在2000年的Glade Fire之后再生的树木。
在每个区域,他们与1988年或2000年燃烧的区域相比,但在2016年没有燃烧。
在一些地区,火灾严重烧毁,除了幼树的树桩外,其余的都没有。曾经散落在森林地面上的原木燃烧起来,留下了他们以前自我的负面影子 - 鬼影 - 他们在那里倒下了。
“一切都消失了,”特纳说。“这真令人惊讶。”
通常情况下,大多数被火烧死的树木仍然存在多年。地面火灾会在树上留下死针。皇冠火烧掉了针,但留下了直立的树干。然而,在特纳的团队抽样的18个重新烧毁的地块中,有四个看到火灾如此严重,他们不得不想出一个新名称来描述它们:冠火加。在这些中,99%的先前树木的茎干燃烧。
2011年,特纳集团的模拟工作挑战了先前存在的观念,即年轻的森林缺乏足够的树木形状的燃料和倒下的原木以维持严重火灾。2016年的火灾证实了他们的预测。
研究报告的共同作者,研究生Kristin Braziunas说:“我们的想法是,如果火灾频繁发生,我们就会看到一些自我限制,年轻的森林将无法重新燃烧。”“我们明确地看到情况并非如此 - 即使只有16岁,这些森林也有足够的燃料以尽可能高的严重程度燃烧。”
该团队还发现2016年火灾后第一年重建的松树幼苗数量下降了六倍。在一些重新烧毁的森林中,再生率显着降低。茂密的年轻森林被改造成更稀疏的森林。
Lodgepole松树以其血清的锥体而闻名,它们适合在火中开放并释放它们的种子,一旦火焰熄灭,用厚厚的新树木补充森林。从历史上看,100到300年的火灾间隔使树木成熟并建立了种子库。
但是年轻的树木尚未积累储蓄,因此快速重新燃烧就像在资金补充之前进入银行账户。
研究人员还发现,重新烧毁的森林失去了显着的碳储存能力。在2016年的火灾中消耗了森林地面上近三分之二的原木。这些死木块是碳汇,储存了树在活着时吸收的碳。燃烧时,它们会将碳释放到大气中。
特纳解释说,一旦古老的森林被烧毁,森林需要大约90年的时间才能恢复其失去的碳。
“我们关注碳储存和回收,因为森林在全球碳循环中起着非常重要的作用,”Braziunas说道,他在加入特纳的研究小组之前花了七年多的时间在俄亥俄州的奥伯林市担任市政消防员。
Braziunas采用了先前由特纳的合作者Rupert Seidl创建的模型来估计森林需要多长时间才能恢复它在2016年火灾中失去的大气中的碳,树木损失,木材消耗量下降和树木再生减少密度。她发现这需要150多年,假设森林在那个时候不再燃烧。
“我们基本上能够重建森林在火灾发生之前的样子,有多少棵树以及它们有多大,”Braziunas说。“因为我们还测量了附近没有燃烧的树木(树木),我们可以比较重燃后发生的事情以及模型中的场景。”
她和特纳说,这一估计代表了一个最好的保守情景。随着气候变暖和干旱频率增加,森林很可能在短时间内再次燃烧。
然而,森林长期以来一直表现出弹性。
特纳说:“景观看起来与过去不同,”但这并不意味着它们不会美丽。将会有物种受益,物种会看到它们的范围收缩。
“改变将会发生,变化将比我们想象的更快发生,”她补充道。“我们正在学习系统如何响应,但我们不知道它将来会在多大程度上具有弹性或适应性。但我还没准备好把它写下来。我们过去一直很惊讶。”
该研究得到了NSF资助DEB-1719905,联合消防科学计划16-3-01-4,威斯康星大学麦迪逊分校信托基金会,威斯康星州校友研究基金会UW2020计划,哥伦比亚大学地球研究所和哥伦比亚大学的支持。气候与生活中心。其他合着者包括哥伦比亚大学的Winslow Hansen和华盛顿大学的Brian Harvey。
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