Zu Viel Feuer Beeinträchtigt, Chaparral

Chaparral ist sehr belastbar regelmäßige Feuer, innerhalb der natürlichen Bandbreite der Variabilität, und postfire Gemeinden sind bemerkenswert in Ihrer Fähigkeit zur Rückkehr zu prefire Zusammensetzung innerhalb eines Jahrzehnts oder so nach Feuer, mit der community assembly fein ausgewogen mit resprouting und seeding-Arten. Bei steigender Brandfrequenz kann diese Belastbarkeit jedoch unterbrochen werden., „Typumwandlung“ ist der Begriff für Veränderungen des Vegetationstyps, die durch Veränderungen der äußeren Umgebung verursacht werden, und eine der häufigsten Störungen ist die beschleunigte Brandfrequenz. Wenn Keystone -, Nicht-Resprouting – (obligate Aussaat) Straucharten, wie die meisten Ceanothus-Arten, eng beieinander liegende Brände erleben, werden ihre Populationen oft dezimiert und bewirken eine Typumwandlung in ein weniger vielfältiges, Resprouting-dominiertes Chaparral (Zedler et al., 1983). Solche Stände werden offener und werden oft später von nichtnativen krautigen Arten heimgesucht., Feuerrückkehrintervalle von weniger als 6 Jahren haben sich als sehr schädlich für die Persistenz nicht resproutender Chaparral-Arten erwiesen (Jacobsen et al., 2004); In der Tat haben mehrere Brände innerhalb eines 6-Jahres-Intervalls sogar die Resrouting-Arten reduziert und die Chaparral-Umgebung weiter geöffnet (Haidinger und Keeley, 1993).

Dass diese Typumwandlung seit der Ankunft von Menschen in Kalifornien ein fortlaufender Prozess ist, ist offensichtlich (Wells, 1962). Der Prozess ist komplex und hängt von der Brandgeschichte, der Zusammensetzung der Gemeinschaft und den Standortfaktoren ab., Der Verlust der Strauchbedeckung und das Eindringen von brennbaren Gräsern erzeugt einen positiven Rückkopplungsprozess (Keeley et al., 2005a), wobei sich die Gemeindeversammlung ändert, die Brandfrequenz weiter erhöht und eine weitere Typumwandlung von der ursprünglichen Standzusammensetzung weg bewirkt. Die Geschwindigkeit des Typumwandlungsprozesses kann durch zahlreiche Variablen wie Dürre, Brände in der Kühlsaison (Knapp et al., 2009), Beweidung, Bodenart, Boden Störung, und mechanische clearance Aktivitäten (Bentley, 1967).,

Während längerer Dürreperioden wird der Sämlingserfolg von obligaten Saatsträuchern, wie viele Ceanothus-Arten, nach dem Brand reduziert. Tatsächlich hat sich gezeigt, dass übermäßige Bodentemperaturen, die durch dürreinduzierte Baldachinreduktion nach dem Absterben von Erwachsenen zwischen Bränden entstehen, die vorzeitige Keimung von Ceanothus megacarpus-Sämlingen kurz vor der saisonalen Dürreperiode verursachen (Burns et al., 2014). Das Überleben der Sämlinge unter solchen Bedingungen ist fraglich, und der Prozess erschöpft die Samenbank.,

Rekord dürre bedingungen nach feuer auch erhöhen die mortalität von resrouting chaparral sträucher wie chamise (Adenostoma fasciculatum) und greenbark (Ceanothus spinosus). Resprout-Straucharten verbrauchen wahrscheinlich ihre Kohlenhydratreserven während des Resprout-Prozesses, wodurch sie besonders anfällig für Dürre sind, da Wasser transpiriert werden muss, um Kohlendioxid zu gewinnen, das zur Energieversorgung eines großen, atmenden Wurzelsystems verwendet wird (Pratt et al. 2014). Ein zusätzlicher Brand innerhalb eines 10-Jahres-Fensters erhöht die Resprouting-Arten noch mehr.,

Dass es zu Typumwandlungen kommt und dass eine gravierende Typumwandlung von immergrünen Chaparral-zu von Außerirdischen dominierten Graslandschaften die kalifornische Landschaft in der Vergangenheit erheblich verändert hat, steht außer Frage (Wells, 1962, Keeley, 1990), aber ein wichtiges Thema ist das Ausmaß dieser gegenwärtigen Bedrohung. Talluto und Suding (2008) stellten fest, dass über einen Zeitraum von 76 Jahren 49% der Salbeigestrüpp-Buschlandschaften in einem südkalifornischen Landkreis durch jährliche Gräser ersetzt worden waren und dass ein erheblicher Teil davon auf die Brandhäufigkeit zurückzuführen war.,

In den letzten Jahren hat Südkalifornien in anomal kurzen Intervallen einige ziemlich ausgedehnte Verbrennungen erlebt (Keeley et al., 2009b), die möglicherweise die Bühne für die Störung natürlicher Ökosystemprozesse und die Typumwandlung dieser Strauchgebiete in ein Mosaik exotischer und einheimischer Arten schaffen. Dies wurde bereits für eine Reihe von Standorten eindeutig dokumentiert (Keeley und Brennan, 2012), wo kurzzeitige Brände einige einheimische Arten ausgerottet und stark fremde Arten verstärkt haben., Wie oben diskutiert, sind innerhalb der vier südlichen und zentralen/Küstennationalwälder in Kalifornien die meisten Buschwälder—die dominierenden Pflanzengemeinschaften innerhalb dieser Bundesschutzgebiete—von übermäßigem Feuer bedroht, während die Bergwälder Südkaliforniens ein Gesamtbranddefizit aufweisen (Abbildung 7.7).

Abbildung 7.7., Die meisten Chaparral in Kalifornien sind von zu viel Feuer bedroht, wie die Farbvariationen der Karte zeigen, die die Prozentsätze des Fire Return Interval Departure (PFRID) für nationale Waldgebiete in Kalifornien darstellen. Beachten Sie die Farbunterschiede zwischen den von Chaparral (Gelb) dominierten südkalifornischen Nationalwäldern und den von Nadelbäumen dominierten Wäldern in der Sierra Nevada (Blau). Die warmen Farben identifizieren Bereiche, in denen das aktuelle Feuerrückkehrintervall kürzer ist als vor der europäischen Besiedlung (negative PFRID-Prozentsätze)., Kühle Farben repräsentieren aktuelle Feuerrückgabeintervalle, die länger sind als die vor der europäischen Besiedlung (positive PFRID-Prozentsätze) (Foto: R. W. Halsey).

Von Safford und Van de Water (2014).

Die Quantifizierung, wie viel Chaparral kompromittiert oder vollständig typkonvertiert wurde, ist eine herausfordernde Forschungsfrage, da ein Großteil des Schadens wahrscheinlich vor der Aufbewahrung genauer Aufzeichnungen über die Pflanzenabdeckung verursacht wurde., Basierend auf interessanten Reliquien von Chamise und historischen Zeugnissen spekulierte Cooper (1922), dass ausgedehnte Gebiete von Chaparral beseitigt und in Grasland umgewandelt wurden, einschließlich des Bodens des Santa Clara Valley, großer Teile der Sacramento und San Joaquin Täler und viele der grasbewachsenen Regionen in den Küstenketten und den Ausläufern der westlichen Sierra. Große Gebiete entlang der Interstate 5 in der Region Cajon Pass, die Ausläufer oberhalb von San Bernardino und die Chino Hills südlich von Pomona scheinen ebenfalls Typisierungslandschaften zu sein.,

Der Fokus auf die vollständige Typumwandlung in Grünland hat dazu geführt, dass einige die Anfangsphasen des Prozesses ignoriert haben: die Vereinfachung des Lebensraums durch den Verlust der biologischen Vielfalt (Keeley, 2005). In einem Kommentarbrief zum Entwurf des California Fire Plans 2010 behauptete San Diego County beispielsweise, dass Chaparral sowohl bei den Wildlandbränden 2003 als auch 2007 verbrannt wurde „blieb Chaparral und erholt sich“ (Steinhoff, 2010)., Tatsächlich erholte sich ein Großteil des fraglichen Chaparrals aufgrund des Verlusts mehrerer Keystone-Straucharten überhaupt nicht gut und zeigte eine signifikante Invasion durch nichtnative Gräser (Keeley und Brennan, 2012) (Abbildung 7.8).

Abbildung 7.8. Die Auswirkungen von übermäßigem Feuer auf Chaparral. Das gesamte gezeigte Gebiet wurde 1970 verbrannt. Der mittlere/linke Bereich brannte 2001 erneut und kehrt mit einer vollständigen Ergänzung einheimischer Chaparral-Arten zurück., Im rechten Teil, der 2003 erneut verbrannt wurde, fehlen obligate Aussaatarten, die Anzahl der Resrouting-Arten wurde reduziert und nichtnative Unkräuter sind eingedrungen. Das Intervall zwischen den letzten beiden Bränden war zu kurz, was zu einer dramatischen Verringerung der Artenvielfalt führte und zu einer Typumwandlung führte. Der abgebildete Ort ist in der Nähe von Alpine, San Diego County, Kalifornien.

(photo: R. W. Halsey)

Meng et al., (2014) hat kürzlich einige Skepsis hinsichtlich der Fähigkeit von Wiederholungsfeuer zur Typumwandlung geäußert, indem auf die Schwierigkeit hingewiesen wurde, die Bereichsmanager des frühen zwanzigsten Jahrhunderts erlebten, als sie Feuer verwendeten, um Bereiche zu „verbessern“, die angeblich von Chaparral geplagt wurden. Diese Manager stützten sich typischerweise auf Herbizide und mechanische Zerstörung für einen gründlichen Ersatz von Sträuchern, um nützlichere Weideland zu schaffen., Wie Keeley und Brennan (2012) betonten, nutzen Manager Feuer jedoch nur unter engen verschreibungspflichtigen Bedingungen, die im Allgemeinen nicht in der Lage sind, Wiederholungsbrände in kurzen Feuerrückkehrintervallen durchzuführen—daher ihre Schwierigkeit, ihr Ziel zu erreichen. Im Gegensatz dazu brennen Waldbrände normalerweise außerhalb von Gebäuden, oft mit 100 km / h (etwa 60 Meilen/h) Windböen und relativer Luftfeuchtigkeit von weniger als 5%.

Mit Fernerkundung, Meng et al. (2014) Es wurde versucht, die Frage zu beantworten, wie umfangreich die Typkonvertierung durch wiederholte Brände im letzten Jahrzehnt ist., Während die Technik nicht auf Veränderungen in der Vielfalt und Artenzusammensetzung eingehen kann, von denen bekannt ist, dass sie bei Bränden mit kurzen Intervallen auftreten, hat sie ein gewisses Potenzial für die Anzeige groberer Veränderungen in Funktionstypen wie Sträuchern und einjährigen Pflanzen., Obwohl diese Autoren zu dem Schluss kamen, dass eine weit verbreitete Typumwandlung in Südkalifornien keine unmittelbare Bedrohung darstellt, verdient diese Schlussfolgerung eine genauere Prüfung, da die Dokumentation von brandbedingten Vegetationsveränderungen in großen Landschaften über einen Zeitraum von nur 25 Jahren mithilfe der Fernerkundung mit potenziellen Fehlern behaftet ist und nicht als effektiver Proxy für Felddaten dienen kann.,

Ein Grund für Fehler ist, dass zahlreiche räumlich und zeitlich unterschiedliche menschliche und biophysikalische Faktoren den Prozess der Nachbrandwiederherstellung beeinflussen können; Diese Faktoren sollten kontrolliert werden, bevor die Zuordnung bestimmt werden kann. In dem Papier von Meng et al. (2014) befanden sich die Kontroll-und Überlappungsbereiche an etwas angrenzenden, aber sehr unterschiedlichen Teilen der Landschaft, die sich nach Faktoren wie Aspekt, Gelände oder Bodentyp unterschieden. Die Gebiete hätten auch andere Landschaftsstörungen erfahren können., Dies ist insbesondere angesichts der topografischen Komplexität der Region und der Nutzung der Fire History Database (FRAP) des California‘ s Fire Resource and Assessment Program für anspruchsvolle genaue Standzeiten durch Forscher möglich. Diese Datenbank ist für die Managementplanung weitgehend nützlich, muss jedoch in einem Forschungskontext sorgfältig verwendet werden. Für Beispiel, Keeley et al., (2008) stellte fest, dass die FRAP-Datenbank an 250 Standorten das Standalter (wie durch Ringzahlen bestimmt) für 47% der Standorte nicht genau darstellte, vermutlich aufgrund des Ausmaßes, in dem Brände abgebildet werden, und indem Brände von weniger als 40 ha im Allgemeinen ignoriert wurden.

Ein weiteres Anliegen ist, dass die von Meng et al.verwendete Methode zur Dokumentation der Vegetationsänderung. (2014) ist möglicherweise nicht empfindlich genug, um allmähliche Verschiebungen in der Zusammensetzung aufzulösen, die wahrscheinlich nach nur einem wiederholten Feuerereignis auftreten würden., Sie verwendeten einen Vegetationsindex, der von Bildern abgeleitet wurde, die von einem Satelliten aus der Ferne erfasst wurden, um die Vegetationsabdeckung oder die „Grünheit“ jedes 30-m-Bildpixels zu beurteilen. Da verschiedene Pigmente durch verschiedene Teile des Lichtspektrums stimuliert werden, bewertet dieser Index im Wesentlichen den Chlorophyllgehalt, der mit Biomasse korreliert und die relative Abdeckung immergrüner Sträucher darstellt. Es macht jedoch keine Unterschiede zwischen Chaparral-Arten aus, deren Zusammensetzung in den Parzellen unbekannt war., Darüber hinaus haben verschiedene Arten von Chaparral unterschiedliche Empfindlichkeiten für wiederholte Brände, und daher können mehrere wiederholte Brände mit unterschiedlichen Intervallen erforderlich sein, um genügend Vegetationsänderungen zu erkennen, die durch diesen Index erkannt werden können.

Angesichts der Tatsache, dass Vegetationsveränderungen wahrscheinlich ein allmählicher, kumulativer Prozess sind, berichteten die Ergebnisse von Meng et al. (2014) stimmen tatsächlich mit einem Potenzial für eine weit verbreitete Chaparralumwandlung überein—entgegen ihren Schlussfolgerungen. Über die Hälfte der Fläche, die in ihrer Studie zweimal verbrannt wurde, hatte eine geringere Abdeckung, wie durch den Index definiert, als der Kontrollbereich., Angesichts genügend Feuer auf die Landschaft über einen ausreichend langen Zeitraum, allmähliche Verschiebungen können zu erheblichen Veränderungen und Auswirkungen führen.