zbyt dużo ognia degraduje Chaparral

Chaparral jest wysoce odporny na okresowe pożary, w naturalnym zakresie zmienności, i społeczności postfire są niezwykłe w ich zdolności do powrotu do składu prefire w ciągu dekady lub więcej po pożarze, z Zgromadzenie społeczności dobrze zrównoważone z resprouting i siewu gatunków. Niemniej jednak, biorąc pod uwagę wzrost częstotliwości ognia, odporność ta może zostać przerwana., „Konwersja typu” to określenie nadane zmianom typu roślinności spowodowanym zmianami w środowisku zewnętrznym, a jednym z najczęstszych zaburzeń jest przyspieszona częstotliwość pożaru. Kiedy keystone, nie resprouting (Obligacja siewu) gatunki krzewów, jak większość gatunków Ceanothus, doświadczają ściśle rozstawionych pożarów, ich populacje często są zdziesiątkowane i powodują konwersję typu na mniej zróżnicowany, resprouting zdominowany chaparral (Zedler et al., 1983). Takie drzewostany stają się bardziej otwarte i często są następnie atakowane przez nienowotworowe gatunki zielne., Interwały powrotu ognia krótsze niż 6 lat okazały się wysoce szkodliwe dla utrzymywania się gatunków chaparral bez resproutingu (Jacobsen et al., 2004); w rzeczywistości wielokrotne pożary w odstępie 6 lat nawet zmniejszyły resprouting gatunków, dodatkowo otwierając środowisko chaparral (Haidinger and Keeley, 1993).

to, że konwersja tego typu jest procesem trwającym od przybycia ludzi do Kalifornii, jest oczywiste (Wells, 1962). Proces jest złożony, zależny od historii pożaru, składu społeczności i czynników miejsca., Utrata pokrywy Krzewów i inwazja traw palnych tworzy proces pozytywnego sprzężenia zwrotnego (Keeley et al., 2005a), w wyniku czego następuje zmiana składu wspólnoty, dalsze zwiększenie częstotliwości ognia i spowodowanie dalszej konwersji typu w stosunku do pierwotnego składu stoiska. Szybkość procesu konwersji typu może być znacznie zwiększona przez wiele zmiennych, takich jak susza, pożary w chłodnym sezonie (Knapp et al., 2009), wypas zwierząt gospodarskich, typ gleby, zaburzenia glebowe i czynności oczyszczania mechanicznego (Bentley, 1967).,

w dłuższych okresach suszy sukces sadzonek krzewów siewnych, podobnie jak wielu gatunków Ceanothus, zmniejsza się po pożarze. W rzeczywistości, nadmierne temperatury gleby wynikające z suszy wywołanej redukcji baldachimu po DOROSŁYM umrzeć z powrotem między pożarami wykazano, aby spowodować przedwczesne kiełkowanie sadzonek Ceanothus megacarpus tuż przed okresem suszy sezonowej (Burns et al., 2014). Przetrwanie sadzonek w takich warunkach jest wątpliwe, a proces wyczerpuje bank nasion.,

rekordowe warunki suszy po pożarze zwiększają również śmiertelność krzewów chaparralowych, takich jak chamise (Adenostoma fasciculatum) i greenbark (Ceanothus spinosus). Oddychające gatunki krzewów prawdopodobnie wyczerpują swoje rezerwy węglowodanów podczas procesu oddychania, co czyni je szczególnie podatnymi na suszę ze względu na potrzebę dostarczania wody w celu uzyskania dwutlenku węgla, który jest używany do dostarczania energii do dużego, oddychającego systemu korzeniowego (Pratt et al. 2014). Dodatkowy pożar w ciągu 10 lat dodaje jeszcze więcej stresu do oddychających gatunków.,

ta konwersja typu występuje i że ciężka konwersja typu z wiecznie zielonych chaparral do zdominowanych przez obcych łąk znacznie zmieniła Kalifornijski krajobraz w przeszłości są bezdyskusyjne (Wells, 1962, Keeley, 1990), ale ważną kwestią jest zakres tego współczesnego zagrożenia. Talluto and Suding (2008) odkryli, że w ciągu 76 lat 49% krzewów szałwii w jednym z południowych hrabstw Kalifornii zostało zastąpione przez roczne trawy i że znaczna ich część może być przypisana częstotliwości pożaru.,

w ostatnich latach Południowa Kalifornia doświadczyła dość rozległych ponownych wybuchów w Nietypowo krótkich odstępach czasu (Keeley et al., 2009b), potencjalnie stwarzając warunki do zakłócania naturalnych procesów ekosystemowych i przekształcania tych krzewów w mozaikę gatunków egzotycznych i rodzimych. Zostało to już wyraźnie udokumentowane dla wielu miejsc (Keeley and Brennan, 2012), gdzie krótkotrwałe pożary wyniszczyły niektóre rodzime gatunki i znacznie wzmocniły gatunki obce., Jak wspomniano powyżej, w obrębie czterech południowych i centralnych/przybrzeżnych lasów narodowych w Kalifornii, większość krzewów-dominujących zbiorowisk roślinnych w ramach tych rezerwatów federalnych – jest zagrożona nadmiernym pożarem, podczas gdy górskie lasy Południowej Kalifornii mają ogólny deficyt ognia (rysunek 7.7).

rysunek 7.7., Większość chaparral w Kalifornii jest zagrożona przez zbyt duży ogień, Jak pokazują różnice kolorów na mapie reprezentujące procentowy odstęp czasu powrotu ognia (PFRID) dla national forest lands w Kalifornii. Zwróć uwagę na różnice kolorystyczne między lasami narodowymi Południowej Kalifornii, które są zdominowane przez chaparral (żółcienie), a lasami iglastymi w Sierra Nevada (Błękity). Ciepłe kolory określają obszary, w których obecny interwał powrotu ognia jest krótszy niż przed osiedleniem się w Europie (ujemne procenty PFRID)., Chłodne kolory reprezentują obecne interwały powrotu ognia, które są dłuższe niż te przed Europejskim osadnictwem (dodatnie procenty PFRID) (fot. R. W. Halsey).

z Safford i Van De Water (2014).

ilościowe określenie, ile chaparral został skompromitowany lub całkowicie przekształcony typ jest trudnym pytaniem badawczym, ponieważ wiele szkód prawdopodobnie zostało osiągnięte przed dokładnymi zapisami pokrywy roślinnej były przechowywane., Opierając się na ciekawych fragmentach reliktowych chamise i historycznych świadectwach, Cooper (1922) spekulował, że rozległe obszary chaparral zostały wyeliminowane i przekształcone w łąki, w tym piętro doliny Santa Clara, duże części dolin Sacramento i San Joaquin oraz wiele trawiastych regionów w pasmach wybrzeża i zachodnich Pogórzu Sierra. Duże obszary wzdłuż autostrady międzystanowej nr 5 w regionie Cajon Pass, Pogórze nad San Bernardino i wzgórza Chino na południe od Pomony również wydają się być typowo przekształcone krajobrazy.,

skupienie się na całkowitej konwersji typu na użytki zielone doprowadziło niektórych do zignorowania początkowych etapów procesu: uproszczenia siedlisk przez utratę różnorodności biologicznej (Keeley, 2005). Na przykład, w liście komentarz do projektu 2010 California Fire Plan, San Diego County twierdził, że chaparral spłonął zarówno w 2003 i 2007 pożary dzikiej ziemi „pozostał chaparral i odzyskuje” (Steinhoff, 2010)., W rzeczywistości, wiele z chaparralu, o którym mowa, nie odzyskiwało się dobrze z powodu utraty kilku gatunków krzewów keystone, i wykazywało znaczącą inwazję przez trawy nienaturalne (Keeley and Brennan, 2012) (rysunek 7.8).

rysunek 7.8. Wpływ nadmiernego pożaru na chaparral. Cały pokazany teren został spalony w 1970 roku. Środkowy / lewy obszar spłonął ponownie w 2001 roku i powraca z pełnym uzupełnieniem rodzimych gatunków chaparral., W prawej części, która spłonęła ponownie w 2003 roku, nie ma gatunków siewnych, zmniejszono liczbę gatunków rozmnażających się i zaatakowano chwasty nieniszczące. Odstęp między dwoma ostatnimi pożarami był zbyt krótki, co spowodowało dramatyczne zmniejszenie bioróżnorodności i doprowadziło do konwersji typu. Lokalizacja na zdjęciu znajduje się w pobliżu Alpine w hrabstwie San Diego w Kalifornii.

(fot. R. W. Halsey)

, (2014) niedawno podniósł pewien sceptycyzm co do zdolności powtarzania ognia do konwersji typu, wskazując na trudności na początku XX-wiecznych menedżerów zasięgu doświadczonych podczas używania ognia do „poprawy” zakresów, które rzekomo były nękane przez chaparral. Menedżerowie ci zazwyczaj polegali na herbicydach i mechanicznym niszczeniu w celu gruntownej wymiany krzewów w celu stworzenia bardziej użytecznych terenów wypasu., Jak zauważyli Keeley and Brennan (2012), menedżerowie wykorzystują ogień tylko w wąskich warunkach recepty, które na ogół nie są w stanie przenosić powtórnych pożarów w krótkich odstępach czasu powrotu ognia—stąd ich trudność w osiągnięciu celu. Natomiast pożary zazwyczaj spalają się na zewnątrz, często przy porywach wiatru 100 km/h (około 60 mil/h) i wilgotności względnej poniżej 5%.

za pomocą teledetekcji, Meng i in. (2014) próba odpowiedzi na pytanie, jak rozległa konwersja typu jest spowodowana przez powtarzające się pożary występujące w ostatniej dekadzie., Chociaż technika ta nie może zająć się zmianami różnorodności i składu gatunkowego, które są znane z pożarów krótkotrwałych, ma pewien potencjał do oglądania bardziej poważnych zmian w typach funkcjonalnych, takich jak krzewy i rośliny jednoroczne., Chociaż autorzy ci doszli do wniosku, że powszechna konwersja typu nie jest bezpośrednim zagrożeniem w południowej Kalifornii, wniosek ten zasługuje na dokładniejszą analizę, ponieważ dokumentowanie zmian roślin związanych z pożarem w dużych krajobrazach w ciągu zaledwie 25 lat za pomocą teledetekcji jest obarczone potencjalnymi błędami i nie może służyć jako skuteczny proxy dla danych terenowych.,

jednym z powodów błędu jest to, że wiele przestrzennie i czasowo różnych czynników ludzkich i biofizycznych może wpływać na proces odzyskiwania po pożarze; czynniki te powinny być kontrolowane przed określeniem atrybucji. W artykule Meng et al. (2014), obszary kontroli i nakładania się znajdowały się na nieco sąsiednich, ale bardzo różnych częściach krajobrazu, które różniły się czynnikami, takimi jak aspekt, ukształtowanie terenu lub typ gleby. Tereny te mogły również doświadczać różnych zaburzeń krajobrazowych., Jest to szczególnie możliwe, biorąc pod uwagę złożoność topograficzną regionu i wykorzystanie przez naukowców kalifornijskiej bazy danych Fire Resource and Assessment Program Fire History Database (FRAP) do rozpoznawania precyzyjnych epok stoiska. Ta baza danych jest zasadniczo przydatna do planowania zarządzania, ale musi być starannie używana w kontekście badań. Na przykład, Keeley et al., (2008) okazało się, że w 250 miejscach baza danych FRAP nie przedstawiała dokładnie wieku drzewostanu (określonego przez liczbę pierścieni) dla 47% miejsc, prawdopodobnie ze względu na skalę, w której odwzorowywane są pożary i ogólnie ignorując pożary o powierzchni mniejszej niż 40 ha.

innym problemem jest to, że metoda dokumentowania zmian roślinności stosowana przez Meng et al. (2014) może nie być wystarczająco wrażliwy, aby rozwiązać stopniowe zmiany w składzie, które prawdopodobnie nastąpiłyby po tylko jednym powtórzeniu pożaru., Użyli indeksu roślinności uzyskanego z obrazów wyczuwanych zdalnie z satelity jako sposobu oceny „pokrycia” roślinności lub „zieleni” każdego 30-metrowego piksela obrazu. Ponieważ różne pigmenty są stymulowane przez różne części widma światła, wskaźnik ten zasadniczo ocenia zawartość chlorofilu, który jest skorelowany z biomasą i zakłada się, że reprezentuje względną pokrywę wiecznie zielonych krzewów. Nie wyjaśnia to jednak różnic między gatunkami chaparral, których skład na działkach był nieznany., Ponadto, różne gatunki chaparral mają różną wrażliwość na powtarzające się pożary, a zatem wielokrotne powtarzające się pożary o różnych odstępach czasu mogą być wymagane, aby rozpoznać wystarczającą zmianę roślinności, która zostanie wykryta przez ten wskaźnik.

biorąc pod uwagę, że zmiana roślinności jest prawdopodobnie stopniowym, skumulowanym procesem, wyniki zgłaszane przez Meng et al. (2014) są w rzeczywistości zgodne z potencjałem powszechnej konwersji chaparral-wbrew ich wnioskom. Ponad połowa obszaru, który spłonął dwukrotnie w ich badaniach, miała niższą osłonę, zgodnie z definicją wskaźnika, niż obszar kontrolny., Biorąc pod uwagę wystarczająco dużo ognia na krajobraz przez wystarczająco długi okres czasu, stopniowe zmiany mogą spowodować znaczące zmiany i skutki.