严重的野火增加了未来巨型火灾的可能性

树木完全烧毁后,茂密的低矮植被得以 Sprout,为更极端的火灾创造了新的温床

home engulfed in flames during the Creek Fire

2020年9月8日清晨,克里克大火吞噬了加利福尼亚州弗雷斯诺县非建制区托尔豪斯地区的一栋房屋。加州消防部门于 9 月 7 日表示,加州野火已烧毁超过 200 万英亩的土地,创下纪录,浓烟阻碍了空运数十名被失控大火困住人员的努力。

为了降低灾难性野火的风险,加利福尼亚州的森林需要更多的常规燃烧。这一信息已被重复多年。长期以来,在“金州”和美国西部其他地区不懈地扑灭甚至小型野火,剥夺了这些地区有益的火焰,导致茂密的植被和干燥的落叶层积聚。专家表示,这种燃料的积累正在导致巨型火灾急剧增加。

更具讽刺意味的是,新的研究表明,大规模火灾不一定会减少同一地点未来发生大型火灾的几率。仅在加利福尼亚州,最近的大型火灾就在以前火灾的范围内燃烧,包括 2012 年的奇普斯大火、2013 年的边缘大火和 2018 年营地大火的部分地区。在不到十年的时间里,今年巨型火灾烧毁的一些区域可能会再次燃起熊熊大火。在某些生态系统中,高强度火灾会产生更多的高强度火灾,进一步加剧森林的损失。

典型的野火是低强度区域(火焰靠近地面蔓延,吞噬松针、碎屑和较小的植物)和高强度区域(火星攀升到树冠,烧毁整棵树木)的混合体。通常也会留下一些未燃烧的陆地岛屿。


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但最近的巨型火灾中,高强度区域的比例更高。加州大学合作推广学院的林务员 Susie Kocher 表示,研究人员估计,在 100 年前的官方政策出台之前(该政策规定应扑灭所有野火),加利福尼亚州内华达山脉的典型火灾中只有 5% 到 10% 会以高强度燃烧。如今,随着森林变得树木茂密、燃料充足,对于在初步控制工作后爆发的火灾,这一比例在 40% 到 60% 之间。2014 年,大约一半的国王大火以高强度燃烧,并烧死了萨克拉门托以东中央内华达山脉 40,000 英亩区域内的所有针叶树。“这远远超出了我们认为的自然状态,”Kocher 说。

高强度燃烧的程度具有重要的后果。首先,由于松果中的针叶树种子只能从母树传播很短的距离,黄松和其他常绿树木可能需要很长时间,甚至不可能重新迁入。大部分大型烧毁的景观可能会在数十年内仍然没有针叶树。燃烧了数千年的混合强度火灾保留了更多的母树,使得高强度区域能够重新播种。

高强度火灾也不能排除随后发生大型火灾的可能性。 监测内华达山脉野外样地的生态学家观察到,高强度火灾 往往会产生更多的高强度火灾当一场强烈的火焰吞噬了大部分树木时,它会留下一片焦土和没有阴影的区域。灌木很容易在由此产生的过剩阳光中 Sprout。剩余的枯树倒下。在最初几年,灌木丛生的区域并不是特别易燃,因为幼小的植物含有大量水分。随着时间的推移,灌木丛会积聚枯枝和树叶,枯萎的树枝会从被烧焦的树木上掉落下来。如果大约八年或更长时间后出现火花——闪电、倒下的电线、逃逸的篝火——灌木和倒下的木材可以维持另一场大火,提供可以轻易蔓延火焰的连续覆盖物。“灌木自然会在更高的强度下燃烧,”森林服务处的生态学家 Michelle Coppoletta 说,她记录了这种现象。“你正在获得这种完美的燃料风暴,可以携带高强度火灾。”

这一过程可能部分推动了 2018 年的营地大火,这场灾难性的大火摧毁了加利福尼亚州的天堂镇,并造成数十人死亡。加利福尼亚州立大学奇科分校的火灾地理学家和普莱恩斯米沃克文化从业者 Don Hankins 说,火灾开始的景观在之前的几年也曾被烧毁。“这就是营地大火蔓延如此迅速的部分原因。它正在穿过灌木和草地大量再生长的区域。”

接连不断的火灾可以完全改变景观。北加利福尼亚州布特县资源保护区的森林健康流域协调员 Wolfy Rougle 说,大型高强度区域“通常会重置为灌木丛 [灌木林],有时甚至是草原”。“所以现在你有了这个高强度区域,它会继续以这种方式燃烧。”反复发生的火灾也会侵蚀邻近的森林。

大规模的转变也对碳储存和生物多样性产生影响。正如 Coppoletta 所说,结果是景观的同质化。曾经是针叶树、灌木和草地镶嵌的地方,现在只由少数几种灌木组成。与先前镶嵌相关的许多生物多样性可能会丧失。此外,“灌木丛或灌木丛地植被不会像森林那样在长期内真正积累碳,因为它往往会一次性燃烧殆尽,”Rougle 说。

火灾驱动的转变并非森林独有。Hankins 指出,加利福尼亚州灌木丛和橡树林中的火灾可能会让入侵性一年生草有机会迁入。非本地一年生草在冬季降雨后迅速 Sprout,但在 6 月份之前就会干枯。Hankins 说,如果出现火花,“它总是会准备好燃烧”。与此同时,他说,虽然橡树可以忍受一些火灾,“但它们不一定已经进化到能够在这种 [严重] 火灾和这种火灾频率中幸存下来。因此,我们同时也在失去橡树林。”

土地管理者有两种主要的工具来尝试阻止严重的森林火灾再次发生:疏伐和计划烧除。疏伐一些枯死和较小的活树以及其他植被可以减少燃料负荷。精心管理的燃烧可以防止茂密树冠的生长和燃料的积聚。但 Coppoletta 说,关于干预措施在何处可行以及使用哪些策略,仍然存在争议。

可控火灾可以通过不同的方式扭转严重火灾的趋势。在比格奇科克里克生态保护区,Hankins 研究了 土著计划烧除实践的效果,该地区曾被星蓟和其他入侵植物所占据。通过在季节初期(蓟刚 Sprout 时)安排火灾,燃烧人员能够让本地草丛重新生长。这些草是多年生且根深蒂固的。它们保持绿色的时间更长,因此不易携带火灾。“我们已经能够将系统转变为相对没有我们不希望在该景观中出现的一些物种,”Hankins 说。“这一切都是通过非常仔细地定时火灾来实现的。”

Rougle 正在参与一项努力,以减少营地大火足迹内未来发生强烈复燃的可能性。“我们可能只有三年的时间来重新燃烧这种 Sprout 出来的灌木丛和灌木,以尝试阻止它变成 10 英尺高的灌木,”她说。研究人员不一定试图恢复以前的森林。相反,他们希望将斑块性带回景观,打破植被,既是为了消防安全,也是为了生物多样性。“我们希望火灾能给我们带来健康的栖息地类型镶嵌,有很多边缘。我们希望它看起来非常混乱——这边是高强度 [火灾],那边是低强度 [火灾],”Rougle 说。她说,这种“火灾多样性”有助于创造加利福尼亚州巨大的生物多样性。

官员们仍在绘制地图,了解今年在加利福尼亚州燃烧的创纪录的 400 多万英亩土地中有多少遭受了严重火灾。看起来八月复合火灾主要以低强度燃烧,清除了干燥的燃料,但保持树木完好无损。另一些火灾,例如内华达山脉西坡的克里克大火,则燃烧猛烈,燃料是已经因干旱和昆虫而死亡的站立树木。

“最终,所有这些土地都需要在火灾发生后的两到十年内(可能更接近两到五年)进行管理,以维持燃料的减少,”圣何塞州立大学的火灾科学家 Kate Wilkin 说。随着气候变化使加利福尼亚州变得更加炎热和干燥,增加了发生巨型火灾的可能性,这种需求只会增长。

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