В течение почти полувека по ландшафту бушуют вспышки молнии в бассейне Иллилуэтт-Крик в Йосемити, за которыми тщательно следят, но в основном не останавливают. Их пламя может взорваться струями тепла, которые разом сожгут целые склоны холмов, или месяцами тлеть в подлеске.
В результате получается примерно 60 квадратных миль леса, который заметно отличается от других частей Сьерра-Невады. Пейзаж разбит участками пастбищ, кустарников и влажных лугов, заполненных полевыми цветами в большем количестве, чем в других частях леса. Эти промежутки в кроне часто перемежаются почерневшей шелухой сгоревших стволов или свежей зеленью молодых сосен.
«Это действительно проблеск того, какой была Сьерра-Невада 200 лет назад», - сказал Скотт Стивенс, профессор экологических наук, политики и управления Калифорнийского университета в Беркли и содиректор Беркли. Леса.
Стивенс является старшим автором нового исследования, объединяющего десятилетия исследований, документирующих то, как возвращение лесных пожаров сформировало экологию бассейна Иллилуэтт-Крик в национальном парке Йосемити и бассейна Сахарная голова в национальных парках Секвойя и Кингз-Каньон с момента парки приняли политику в отношении бассейнов - в Иллилуэтт-Крик в 1972 году и Шугарлоуф-Крик в 1968 году - позволяющую разгораться пожарам, вызванным молнией.
В то время как перспектива задымления легендарного Half Dome беспокоит как политиков, так и туристов, работа Стивенса и его коллег демонстрирует, что частые пожары в этих бассейнах принесли неоспоримые экологические выгоды, включая увеличение биоразнообразия растений и опылителей., ограничивая силу лесных пожаров и увеличивая количество воды, доступной в периоды засухи. Исследование предполагает, что все эти преимущества также сделают лес более устойчивым к более теплым и засушливым условиям, вызванным изменением климата.
«Во многих отношениях огонь был успешно восстановлен в Иллилуэтте, и он создал сложную мозаику растительности с каскадным воздействием на такие вещи, как вода», - сказал соавтор исследования Брэндон Коллинз, который занимает совместную должность ученый-исследователь из Berkeley Forests и Лесной службы США. деревья. У вас могут быть даже места, где огонь не попал из-за большей влажности, например, рядом с ручьем или на краю луга. Вся эта сложность может произойти на очень коротком пространстве."
Результаты исследования приходятся на середину критического сезона пожаров, когда засуха на западе США уже вызвала многочисленные крупные лесные пожары, в том числе пожар Дикси, который по состоянию на 8 августа был вторым по величине Лесной пожар в истории Калифорнии. В то время как изменение климата сыграло свою роль в увеличении серьезности этих пожаров, сказал Стивенс, бассейн Иллилуэтт-Крик служит примером того, как нынешние условия лесов в Сьерре, в значительной степени сформированные десятилетиями тушения пожаров, также вызывают эти массовые пожары.
«Я думаю, что изменение климата не более чем на 20-25% ответственно за наши нынешние проблемы с пожарами в штате, и в основном это связано с тем, каковы наши леса», - сказал Стивенс. «Бассейн Иллилуэтт - одно из немногих мест в штате, которое действительно предоставляет такую информацию, потому что нет никаких свидетельств изменений в размерах или силе пожаров, которые бушуют в этом районе. Таким образом, несмотря на то, что изменение климата влияет на экосистему, его обратная связь настолько глубока, что это вообще не меняет режим пожаров».
Ответный огонь по Йосемити
На протяжении тысячелетий лесные пожары, вызванные молнией или зажженные индейскими племенами, регулярно формировали ландшафт западной части США, не только вызывая разрушения, но и запуская необходимые циклы возрождения и возрождения. Однако прибытие европейских колонистов в конце 1800-х годов, за которым последовало создание Лесной службы США в 1905 году, положило начало эпохе, когда огонь рассматривался как враг людей и лесов, и подавляющее большинство лесных пожаров было быстро потушено..
К 1940-м и 1950-м годам ряд лесоустроителей и экологов начали сомневаться в целесообразности тушения пожаров, отмечая, что эта практика уничтожает ценную среду обитания диких животных и увеличивает серьезность пожаров, допуская десятилетия накопления топлива. Среди сторонников огня были А. Старкер Леопольд, известный защитник природы и профессор зоологии и лесного хозяйства Калифорнийского университета в Беркли, а также Гарольд Бисуэлл, профессор Школы лесного хозяйства Калифорнийского университета в Беркли.
В ответ на основополагающий отчет 1963 года, подготовленный Леопольдом, Служба национальных парков США в 1968 году изменила свою политику, позволив молниям гореть в специальных зонах управления пожарами - обычно в отдаленных районах на больших высотах - где существует опасность для населенных пунктов. был низким. Национальные парки Секвойя и Кингз-Каньон создали первую зону пожаротушения в 1968 году, а в 1972 году - национальный парк Йосемити.
«Я думаю, наконец-то было признано, что огонь является неотъемлемой частью этих экосистем, и было несколько ключевых людей, которые были готовы рискнуть, позволив этим пожарам случиться», - сказал Коллинз.
'Не всегда чисто и не всегда красиво'
В период с 1973 по 2016 год в бассейне Иллилуэт-Крик произошел 21 пожар площадью более 40 гектаров, что примерно равно 75 футбольным полям, а в Сахарной голове произошло 10 пожаров такого размера. В результате сегодня в Иллилуэтте появился лес, который может показаться немного беспорядочным для неопытного глаза, но он обладает большой устойчивостью.
"Когда некоторые люди приезжают в Иллилуэтт, они говорят: "Посмотрите на все эти мертвые деревья!"", - сказал Стивенс. «Я думаю, у нас есть идея, что леса должны быть зелеными все время и состоять только из больших деревьев. Но оказывается, что ни один лес не может этого сделать. Он должен иметь возможность выращивать молодые деревья и восстанавливаться. это, но не всегда чисто и не всегда красиво."
В Иллилуэтте лесные пожары создали более разнообразную среду обитания для таких животных, как пчелы и летучие мыши, а также позволили процветать разнообразной растительной жизни. Подробная история лесных пожаров в Иллилуэтте также предоставила лесникам ценную информацию о том, как воздействие одного лесного пожара на ландшафт и растительность может повлиять на траекторию следующего лесного пожара.
Поскольку пожарам в Иллилуэтте обычно разрешено свободно гореть, мы можем посмотреть, что происходит, когда два пожара горят близко друг к другу: когда второй огонь горит в области, которая была сожжена первым пожаром, и когда он остановится на предыдущем периметре?» - сказал Коллинз.«Мы обнаружили, что это действительно зависело от количества времени, прошедшего с момента первого пожара. Если прошло девять лет или меньше, пожары почти никогда не перегораживали предыдущий периметр пожара».
Коллинз сказал, что Иллилуэтт также предоставил лесопользователям уникальную возможность изучить поведение лесных пожаров в различных условиях, а не только в самых тяжелых.
"Одна из вещей, которая является извращенной в политике пожаротушения, заключается в том, что мы на самом деле ограничиваем огонь горением только в худших условиях. Если огонь мягкий, самое время его потушить, и, в результате они горят только тогда, когда мы не можем их потушить», - сказал Коллинз. «Но, позволяя этим пожарам гореть [в Иллилуэтте], они могут испытать весь спектр погодных условий. В плохие дни некоторые из этих пожаров действительно создают довольно хороший шлейф. Но, с другой стороны, они также можно сжечь и в более умеренных условиях, и это дает действительно разнообразные эффекты."
Возвращение огня в Иллилуэтт также имело несколько парадоксальный эффект увеличения доступности воды в бассейне, что является ключевым открытием, поскольку Калифорния переживает еще один год экстремальной засухи.
Соавтор исследования Габриэль Буасраме, доцент-исследователь Исследовательского института пустыни в Неваде, начала изучать воду в Иллилуэтте, получив докторскую степень. студент факультета экологической инженерии Калифорнийского университета в Беркли. Ее моделирование и измерения показывают, что небольшие щели в кроне деревьев, образовавшиеся в результате лесных пожаров, позволили большему количеству воды от снега и дождя достичь земли, а также уменьшили количество деревьев, конкурирующих за водные ресурсы. В результате влажность почвы в некоторых местах Иллилуэтта увеличилась на 30% в период с 1969 по 2012 год, что, вероятно, способствовало очень низкой гибели деревьев в бассейне в засушливые 2014 и 2015 годы.
Измерения также показывают, что речной сток из бассейна Иллилуэт-Крик немного увеличился с тех пор, как началась программа управления лесными пожарами, в то время как речной сток из других подобных водоразделов в Сьеррах уменьшился. Увеличение количества воды, стекающей вниз по течению, скорее всего, принесет пользу как людям, так и водным экосистемам, зависящим от этого драгоценного ресурса.
«Проводится все больше и больше работ по изучению влияния пожаров на гидрологию, но большинство других исследований посвящено последствиям катастрофических пожаров, которые сожгли целый лес», - сказал Буасраме. «Насколько нам известно, мы единственные на западе США, изучающие восстановленный пожарный режим, где мы наблюдаем не просто один отдельный пожар, а ряд пожаров разной степени тяжести, которые произошли в течение естественных интервалов времени. Просто не так много мест для изучения долгосрочных последствий этих повторяющихся лесных пожаров, потому что Сахарная голова и Иллилуэтт были первыми районами в Калифорнии - действительно первыми западными горными водоразделами - где они начали позволять пожарам гореть большую часть времени."
Борьба за огонь
Большинство национальных парков США в настоящее время практикуют ту или иную форму пожаротушения, а не полное тушение пожаров, и в 1974 году Национальная лесная служба также изменила свою политику, разрешив некоторым пожарам гореть на своих землях, хотя зоны пожаров использование редко в этом агентстве. Тем не менее, эта федеральная политика использования пожаров с трудом закрепилась, в основном из-за неотъемлемых рисков, связанных с управлением лесными пожарами.
Даже в бассейне Шугарлоаф-Крик, где было разрешено гореть многим пожарам, также было значительно больше тушения пожаров, чем в Иллилуэтте, как показало исследование. В результате экологические преимущества в Сахарной голове не так выражены, как в Иллилуэтте.
Я думаю, одна из ключевых вещей, которую следует признать, это то, что ландшафт в Иллилуэтте уже был несколько уникальным, отчасти потому, что он находится на немного большей высоте, чем многие леса. мы справляемся», - сказал Коллинз. «В результате там уже была смесь растительности с участками лугов и скал, и я думаю, что, возможно, это дало менеджерам немного больше свободы в разрешении пожара там. У него нет потенциала, чтобы действительно спровоцировать гигантский мегапожар потому что ему не хватает преемственности, которая есть в некоторых других областях».
Хотя как естественные пожары, так и предписанные ожоги могут помочь большим участкам леса Сьерры стать более устойчивыми как к засухе, так и к сильным пожарам, оппозиция национальной политике «пусть горит» в Калифорнии остается сильной, при этом штат и местные пожарные службы часто отдают предпочтение безопасности пожаротушения.
Коллинз и Стивенс оба признают, что нынешняя плотность топлива на большей части территории Сьерры в сочетании с более жаркими и засушливыми условиями, уже вызванными изменением климата, сделала управление лесными пожарами еще более рискованным, чем это было, когда лесоводы начали разрешать пожарам горят в Йосемити в 1972 году. Однако они утверждают, что тушение пожаров никогда не будет успешным в долгосрочной перспективе, потому что чем дольше будут накапливаться источники лесного топлива, тем больше вероятность того, что лесные пожары станут катастрофическими, когда они, наконец, разгорятся.
"Чтобы действительно позволить этому случиться, политические и общественные институты должны быть готовы пойти на риск, потому что будет некоторая непредсказуемость. Будут большие пожары и более сильное горение в местах, где пожаров было очень мало в течение столетия или более», - сказал Стивенс. «Мы не можем гарантировать, что Иллилуэтт станет новым исходом, потому что это началось, когда изменение климата было не таким серьезным. Таким образом, политические институты должны будут приспособиться к этому, иначе первый пожар, который не сделает именно то, на что мы надеемся, закроет всю программу."
Коллинз и Стивенс также выступают за более агрессивное предписанное сжигание и восстановление рубок ухода по всей Сьерре, чтобы помочь довести леса до места, где пожары, вызванные молнией, могут гореть более безопасно.
Стивенс считает, что в Йосемитском университете было сильное и раннее руководство, в том числе соавтор исследования Ян В. ван Вагтендок, получивший докторскую степень. из Калифорнийского университета в Беркли в 1972 году и большую часть своей карьеры работал ученым-исследователем в Йосемити - за то, что взял на себя огромный риск запуска программы и позволил разжечь ранние пожары в парке.
«Прошло уже 50 лет, но я думаю, что то, что мы узнали, помогает нам понять, что возможно», - сказал Стивенс. «У нас есть от 10 до 20 лет, чтобы фактически изменить траекторию лесных экосистем в нашем штате, и если мы не изменим их через 10 или 20 лет, лесные экосистемы изменятся прямо на наших глазах, и мы будем просто пассажирами, поэтому так важно продолжать эту работу."
Предыдущее финансирование от Совместной программы США по изучению пожаров, Программы конкурсных грантов UC ANR и Сети сотрудничества критических зон Национального научного фонда (номер награды 2011346) поддержало исследование в этой статье.
Соавторы исследования также включают Салли Томпсон из Университета Западной Австралии; Лорен С. Понисио из Орегонского университета в Юджине; Екатерина Рахматулина, Дженс Стивенс и Закари Л. Стил из Калифорнийского университета в Беркли; и Кейт Уилкин из Университета штата Сан-Хосе.