野火恢复了优胜美地的分水岭

近半个世纪以来，优胜美地伊利卢埃特溪盆地闪电引发的大火波及整个景观——受到密切监视，但基本上没有受到控制。它们的火焰可能会爆炸成一团热气，一下子烧毁整个山坡，或者在灌木丛中闷烧数月。结果是大约 60 平方英里的森林看起来与内华达山脉的其他部分截然不同：而不是密集的、墙到墙的树木覆盖——一个多世纪的灭火的结果——景观被打破了开满野花的草地、灌木丛和潮湿的草地，比森林的其他地方更丰富。树冠上的这些缝隙经常被烧焦的树干的黑色外壳或年轻松树的新鲜绿色所打断。 “这确实是对 200 年前内华达山脉的一瞥，”加州大学伯克利分校环境科学、政策和管理教授、伯克利森林联合主任斯科特斯蒂芬斯说。斯蒂芬斯是一项新研究的资深作者，该研究汇集了数十年的研究，记录了野火的回归如何塑造了优胜美地国家公园的伊利卢埃特溪盆地以及红杉和国王峡谷国家公园的甜面包溪盆地的生态，因为公园采取了1972 年在 Illilouette Creek 和 1968 年在 Sugarloaf Creek 建立的盆地允许闪电点燃的火燃烧。虽然标志性的半圆顶上的烟雾前景让政治家和游客都感到担忧，但斯蒂芬斯和他的同事的工作表明，让这些盆地频繁发生火灾已经带来了不可否认的生态效益，包括促进植物和传粉媒介生物多样性，限制了严重程度野火和增加干旱期间可用的水量。研究表明，所有这些好处也可能使森林更能适应气候变化带来的更温暖、更干燥的条件。 “在许多方面，伊利卢埃特已经成功地恢复了火势，它形成了复杂的植被马赛克，对水等事物产生了级联效应，”该研究的共同作者布兰登柯林斯说，他同时担任研究科学家伯克利森林和美国林务局。 “在伊利卢埃特，你可以看到 15 年前火灾中再生的年轻树木，或者经典的林下燃烧导致大树、老树、大树的地区。您甚至可以拥有因水分较多而未着火的区域，例如靠近小溪或草地边缘。所有这些复杂性都可以在非常短的空间内发生。”研究结果是在一个关键的火灾季节中间得出的，当时美国西部的干旱条件已经引发了许多大型野火，包括迪克西火灾，截至 8 月 8 日，这是加州历史上第二大野火。斯蒂芬斯说，虽然气候变化在增加这些火灾的严重性方面发挥了作用，但伊利卢埃特河盆地是一个例子，说明目前塞拉利昂的森林状况——主要是由几十年的灭火所形成的——也是如何推动这些大规模火灾的。

“我认为气候变化对该州目前的火灾问题负有 20% 到 25% 的责任，其中大部分是由于我们的森林方式，”斯蒂芬斯说。 “伊利卢埃特盆地是该州少数几个实际提供该信息的地方之一，因为没有证据表明该地区的火灾规模或火灾的严重程度发生了变化。因此，即使生态系统受到气候变化的影响，它的反馈是如此深刻，以至于它根本没有改变火灾状况。”几千年来，由闪电引发或由美洲原住民部落点燃的野火经常塑造美国西部的景观，不仅造成破坏，而且引发必要的重生和再生循环。然而，随着1800年代后期欧洲殖民者的到来，以及1905年美国林务局的成立，迎来了一个火被视为人类和森林的敌人的时代，绝大多数野火被迅速扑灭。 .到 1940 年代和 1950 年代，许多森林管理者和生态学家开始质疑灭火的智慧，指出这种做法正在消除宝贵的野生动物栖息地，并通过允许数十年的燃料积聚来增加火灾的严重程度。这些火灾支持者包括加州大学伯克利分校著名的环保主义者和动物学和林业教授 A. Starker Leopold，以及加州大学伯克利分校林业学院的教授 Harold Biswell。为响应由利奥波德领导的 1963 年基础报告，美国国家公园管理局于 1968 年改变了政策，允许在特殊的火灾管理区域（通常是高海拔的偏远地区）内燃烧闪电火，这些区域对人类住区的危险较低。红杉和国王峡谷国家公园于 1968 年建立了第一个火灾管理区，1972 年优胜美地国家公园紧随其后。冒着让这些火灾发生的风险，”柯林斯说。 “它并不总是干净的，也并不总是很好” 1973 年至 2016 年间，伊利卢埃特河盆地经历了 21 场面积超过 40 公顷的火灾——大约相当于 75 个足球场——而舒格洛夫经历了 10 场如此大小的火灾。在伊利卢埃特，今天的结果是一片森林，在未经训练的人看来可能有点凌乱，但它具有很强的弹性。

“当有些人访问 Illilouette 时，他们会说，'看看所有这些死树！'”斯蒂芬斯说。 “我认为我们有这样的想法，即森林需要一直保持绿色，并且只由大树组成。但事实证明，没有森林可以做到这一点。它必须能够生长幼树并再生。 Illilouette 正在这样做，但它并不总是干净的，也并不总是很好。”在伊利卢埃特，野火为蜜蜂和蝙蝠等动物创造了更加多样化的栖息地，同时也让各种植物得以繁衍生息。伊利卢埃特野火的详细历史也为林务员提供了宝贵的信息，说明一次野火对景观和植被的影响如何影响下一次野火的轨迹。 “由于在伊利卢埃特通常允许火灾自由燃烧，我们可以看看当两场火灾彼此靠近燃烧时会发生什么：第二场火灾什么时候烧到被第一场火灾烧过的区域，什么时候停止在之前的外围？”柯林斯说。 “我们发现这真的取决于自第一次火灾以来经过的时间。如果是九年或更短，火灾几乎不会烧到以前的火场。”柯林斯说，伊利卢埃特还为森林管理者提供了一个独特的机会来研究野火在各种条件下的表现，而不仅仅是在最可怕的情况下。 “灭火政策的一个反常之处在于，我们实际上限制了火灾只在最坏的条件下燃烧。如果火是柔和的，那么这是将其扑灭的好时机，因此，只有在我们无法扑灭它们时它们才会燃烧，”柯林斯说。 “但是通过让这些火燃烧（在伊利卢埃特），他们能够体验各种天气条件。在糟糕的日子里，其中一些火灾确实产生了相当不错的烟羽。但另一方面，它们也会在更温和的条件下燃烧，这会产生真正不同的效果。”将火还给伊利卢埃特也对增加该盆地的水资源供应产生了某种违反直觉的影响，这是一项关键发现，因为加利福尼亚又经历了一年的极端干旱。该研究的合著者、内华达州沙漠研究所的助理研究教授加布里埃尔·博伊斯拉姆 (Gabrielle Boisramé) 开始在伊利卢埃特攻读博士学位。加州大学伯克利分校环境工程专业的学生。她的模拟和测量表明，野火造成的树冠上的小间隙使更多的雪和降雨水到达地面，同时也减少了争夺水资源的树木数量。因此，在 1969 年至 2012 年间，伊利卢埃特某些地区的土壤水分增加了 30%，这可能导致该盆地在 2014 年和 2015 年干旱年份的树木死亡率非常低。

测量结果还表明，自管理野火计划开始以来，流出伊利卢埃特河盆地的流量略有增加，而流出山脉其他类似流域的流量均有所减少。增加向下游流动的水量可能会使依赖这种宝贵资源的人类和水生生态系统受益。 “有越来越多的工作正在研究火灾对水文的影响，但大多数其他研究正在研究烧毁整个森林的灾难性火灾的影响，”Boisramé 说。 “据我们所知，我们是美国西部唯一研究恢复火灾制度的人，在那里我们不仅研究单个火灾，而且研究在自然时间间隔内发生的多起严重程度不一的火灾。时间。没有多少地方可以研究这些反复发生的野火的长期影响，因为舒格洛夫和伊利卢埃特是加利福尼亚的第一个地区——实际上是西部山区的第一个分水岭——在那里他们开始在大部分时间里让火灾燃烧。 ” 大多数美国国家公园现在都采用某种形式的用火，而不是完全灭火，1974 年，国家森林局也改变了政策，也允许一些火灾在其土地上燃烧，尽管用火的地区在美国很少见。这个机构。然而，这些联邦火灾使用政策一直难以立足，主要是因为管理野火所涉及的固有风险。研究发现，即使在许多火灾被允许燃烧的 Sugarloaf Creek 盆地，灭火也比 Illilouette 明显要多得多。因此，Sugarloaf 的生态效益不如 Illilouette 明显。柯林斯说：“我认为要认识到的关键事情之一是，伊利卢埃特的景观已经有些独特，部分原因是它的海拔比我们管理的许多森林都略高。” “因此，它已经混合了植被、草地和岩石，我认为这可能让管理人员更容易在那里发生火灾。它没有真正推动巨大火灾的潜力，因为它缺乏其他一些领域所具有的连续性。”虽然自然引发的火灾和规定的烧伤都可以帮助塞拉利昂的大片森林对干旱和高强度火灾更具弹性，但加州对国家“让它燃烧”政策的反对意见仍然强烈，州和地方消防机构往往支持灭火安全。柯林斯和斯蒂芬斯都承认，塞拉山脉大部分地区目前的燃料密度，再加上气候变化已经引发的更热、更干燥的条件，使得管理野火的风险比 1972 年森林管理者开始允许在优胜美地发生火灾时更具风险。然而，他们认为，从长远来看，灭火永远不会成功，因为森林燃料来源被允许积累的时间越长，野火最终被点燃时就越有可能变成灾难性的。

“为了让这种情况真正发生，政治和公共机构需要愿意承担风险，因为会有一些不可预测性。在一个世纪或更长时间里很少发生火灾的地方，火灾将会变得更大，燃烧得更严重，”斯蒂芬斯说。 “我们不能保证 Illilouette 会成为新的结果，因为它开始的时候气候变化还没有那么严重。因此，政治机构将不得不适应这种情况，或者第一次发生的火灾并不完全符合我们的希望，这将关闭整个计划。 ”柯林斯和斯蒂芬斯还提倡在整个塞拉利昂进行更积极的规定燃烧和恢复稀疏，以帮助将森林带到一个可以让闪电引发的火更安全地燃烧的地方。斯蒂芬斯称赞优胜美地强大的早期领导力——包括研究合著者 Jan W. van Wagtendok，他获得了博士学位。他于 1972 年从加州大学伯克利分校毕业，并在他职业生涯的大部分时间里继续在优胜美地担任研究科学家——因为他冒着启动该项目的巨大风险并允许公园里的早期火灾燃烧。 “现在已经 50 年了，但我认为我们所学到的东西有助于我们了解什么是可能的，”斯蒂芬斯说。 “我们有 10 到 20 年的时间来真正改变我们州森林生态系统的轨迹，如果我们在 10 或 20 年内不改变它们，森林生态系统就会在我们眼前发生变化，我们只是成为乘客。这就是为什么继续这项工作如此重要的原因。”先前来自美国联合消防科学计划、加州大学 ANR 竞争性资助计划和美国国家科学基金会的关键区域合作网络（奖项编号 2011346）的资金支持了本文中的研究。研究合著者还包括西澳大利亚大学的 Sally Thompson；俄勒冈大学尤金分校的 Lauren C. Ponisio；加州大学伯克利分校的 Ekaterina Rakhmatulina、Jens Stevens 和 Zachary L. Steel；和圣何塞州立大学的凯特威尔金。