Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Режим огня является шаблон, частота и интенсивность лесных пожаров и лесных пожаров , которые преобладают в области , в течение длительных периодов времени. [1] Это неотъемлемая часть пожарной экологии и обновления для определенных типов экосистем . Пожарный режим описывает пространственные и временные закономерности и экосистемные воздействия пожара на ландшафт и обеспечивает комплексный подход к выявлению воздействий пожара на уровне экосистемы или ландшафта. [2] Если пожары происходят слишком часто, растения могут погибнуть до того, как они созреют, или до того, как они всадят достаточное количество семян для восстановления популяции. Если пожары случаются слишком редко, растения могут созреть, стареть., и умирают, так и не выпустив своего семени.

Режимы пожаров могут меняться в зависимости от пространственных и временных изменений топографии, климата и топлива. Понимание исторического пожарного режима важно для понимания и прогнозирования будущих изменений пожарного режима и взаимодействия между пожаром и климатом. [2]

Характеристики [ править ]

Классификация пожарного режима по типу экосистемы. Сила и частота пожаров связаны с типом растительности. [3]

Пожарные режимы характеризуются множеством факторов, включая состав растительности, структуру топлива, климат и погодные условия, а также топографию . Поскольку пожарные режимы сильно зависят от ландшафта и экосистемы, в которых они возникают, стандартной классификации пожарных режимов не существует. Однако характеристики, подобные описанным ниже, обычно используются для характеристики режимов пожара в широком масштабе. [2]Другие факторы, такие как этапы сукцессии после нарушений и типы предшествующего управления ландшафтом, также могут быть использованы для описания характеристик пожарного режима. Климат напрямую влияет на частоту, размер и силу пожаров, а также влияет на структуру и состав растительности. На пожарные режимы также влияют топография, экспозиция склонов, управление ландшафтом и возгорание (которое может быть вызвано человеком или молниями). [4]

Хотя характеристики режимов пожаров могут варьироваться в зависимости от региональных различий, режимы пожаров, как минимум, характеризуются на основе оценки воздействий на растительность ( степень тяжести ), а также того, когда и как часто возникают пожары в данном ландшафте (выраженные как интервал между пожарами и пожар. вращение ). Степень тяжести пожара - это воздействие пожара на экосистему., который может включать в себя степень вегетативной смертности, глубину ожога или другие факторы, которые могут зависеть от конкретной местности. Интервал пожара - это количество лет между пожарами и сильно зависит от пространственных масштабов. Ротация огня - это мера количества огня в ландшафте (время, необходимое для выжигания площади размером с изучаемую область). Статистику ротации пожаров лучше всего использовать для больших территорий, на которых нанесены на карту исторические пожары. [5]

Другие классификации пожарных режимов могут включать тип пожара (например, наземные пожары, наземные пожары и верховые пожары), размер пожара, интенсивность пожара, сезонность и степень изменчивости в пределах пожарных режимов. Наземные пожары используют раскаленное горение для сжигания органических веществ в почве. Поверхностные пожары сжигают опавшие листья, опавшие ветви и наземные растения. Коронные огни прожигают верхний слой листвы деревьев. [6] Интенсивность линии огня - это энергия, выделяемая на единицу измерения за единицу времени и обычно описывающая горение пламенем. [4] Сезонность - это период времени в течение года, когда топливо конкретной экосистемы может воспламениться. [7]

Пространственные и временные масштабы [ править ]

Режимы пожаров можно охарактеризовать в широком диапазоне пространственных и временных масштабов, которые могут варьироваться от сильно зависящих от местности до региональных масштабов и от нескольких лет до тысяч лет. Понимание изменчивости пожарного режима в этих масштабах имеет решающее значение для понимания пожарных режимов и достижения целей сохранения или управления. [8] Следует проводить различие между «историей пожаров» и «историческими пожарными режимами». История пожаров - это более общий термин, который измеряет частоту пожаров в ландшафте. Не всегда возможно описать тип или серьезность этих прошлых пожаров в зависимости от доступности данных. Исторические пожарные режимы описывают характеристики пожаров в ландшафте, а также взаимосвязь и взаимодействие между структурой экосистемы и процессами.[2]

LANDFIRE (Инструменты планирования ландшафтного пожаротушения и управления ресурсами) - это совместная программа Министерства сельского хозяйства США и Министерства внутренних дел, которая предоставляет геопространственные данные о характеристиках пожарного режима, таких как растительность, среда обитания, источники / поглотители углерода, пожары и т. Д. данные используются, чтобы помочь составить карту событий пожара и посмотреть на широкомасштабные эффекты режима пожара.

Отображение [ править ]

Недавнюю историю пожаров можно записать на пожарных картах и ​​атласах, часто с использованием дистанционного зондирования . База данные Canadian National Огня представляет собой запись крупных пожаров с 1980 года, является первой общенациональной базой данных в своем роде. Он включает в себя точечные места всех пожаров площадью более 200 га в 1959–1999 гг. В Соединенных Штатах действует проект мониторинга тенденций ожоговой степени тяжести (MTBS), который использует спутниковые данные для картирования пожаров, начиная с 1984 года. MTBS отображает степень тяжести пожаров в пределах выгоревших областей и обеспечивает стандарт по периметру и степени тяжести пожаров для всех пожаров в США. Приложения для проектов, подобные этим, используются при моделировании взаимодействия между пожарным климатом и растительностью. [9]

Классификация инструментов планирования управления пожарами и ресурсами (LANDFIRE) - еще один пример системы картографирования и моделирования, используемой в США, которая собирает и анализирует характеристики растительности, пожаров и топлива для режимов пожаров в различных ландшафтах. LANDFIRE уникален тем, что использует как исторические, так и текущие пожарные режимы для анализа различий между прошлыми и настоящими характеристиками. Он описывает режимы пожаров на основе их частоты и силы пожаров, что помогает обнаруживать изменения в режимах пожаров с течением времени, что полезно для оценки климатических последствий пожаров в региональном и ландшафтном масштабах. [10]

Пожары в прошлом [ править ]

См. Также: История пожаров

Понимание исторических режимов пожаров может быть трудным, поскольку данные истории пожаров не всегда надежны или доступны. Прошлые пожары могут быть идентифицированы с помощью анализа рубцов от пожаров на деревьях, возрастного распределения насаждений, образцов древесного угля или изменений растительности, наблюдаемых в течение длительных периодов времени. Изучение прошлых пожаров и исторических режимов пожаров дает возможность изучить тенденции в растительности и взаимодействиях пожара с климатом в течение длительного периода времени. Изменчивость и взаимодействие пожарных режимов, климата и растительности может быть изучено более подробно и за гораздо более длительные периоды времени (тысячи лет), а не только за десятилетия, как это обеспечивается изучением исторических данных о пожарах. Исследования показали сильную корреляцию между прошлым климатом и частотой и масштабом пожаров с использованием этих исторических методов старения пожаров. [11]

Хотя данные истории пожаров полезны для понимания прошлых пожарных режимов, изменения в управлении пожарами, климате и растительности не позволяют сохранить те же самые пожарные режимы в будущем. Модели, которые исследуют прошлые взаимосвязи между пожарами и климатом, являются лучшими предикторами будущих изменений пожарного режима. [11]

Последствия измененного режима огня [ править ]

Биота, которая способна выжить и адаптироваться к своему особому режиму пожара, может получить значительные преимущества: способность расти сильнее, большую защиту от огня и болезней или новое пространство для роста в ранее заселенных местах. [1] При изменении пожарного режима виды могут начать страдать. [1] [12] Уменьшение интервалов между пожарами отрицательно влияет на способность погибших в результате пожаров видов восстанавливаться до уровней, существовавших до возмущения, что приводит к увеличению времени восстановления. Некоторые виды, например, респроутеры , лучше переносят меняющиеся режимы пожара по сравнению с облигатными сеялками. Однако многие виды, погибшие от пожара, могут оказаться неспособными к восстановлению, если с течением времени будут сохраняться сокращенные интервалы пожаров. [12]Увеличенные интервалы между пожарами отрицательно повлияют на приспособленные к огню виды , воспроизводство некоторых из которых зависит от огня. В адаптированных к пожару растительных сообществах с заменяющими древостоя кроновыми пожарами рекрутирование происходит в первый год после пожара.

Изменение климата [ править ]

Снимки НАСА, показывающие взаимосвязь климата и огня. Активные пожары обозначены красными точками. [13]

Изменение климатаповлияло на режимы пожаров во всем мире, с моделями, прогнозирующими более высокую частоту пожаров и сокращение роста растений в результате более теплого и сухого климата. Прогнозируется, что это повлияет на нетерпимые к огню древесные виды, в частности, за счет сокращения пополнения, роста и выживания растений, что сокращает интервалы между пожарами в этих ландшафтах, вызывая истребление или исчезновение растений. Недавняя модель, определяющая последствия изменения климата и измененных режимов пожаров и растительных сообществ, предсказывает, что исчезновение древесных растений будет увеличиваться, вызывая изменения в структуре, составе и накоплении углерода экосистемы. Взаимодействие пожара и климата с изменяющимся климатом, по прогнозам, приведет к снижению восстановления популяции растений, которые зависят исключительно от производства семян для повторного заселения. По мере того как климат становится теплее и суше, набор рассады может стать недостаточным или вовсе отсутствовать.Этот сдвиг пополнения после пожара означает, что уменьшение количества осадков вызывает увеличение засушливых или подверженных засухе лет, что снижает вероятность пополнения семян. Снижение набора семян также усугубляется усилением силы пожара.[14]

Прогнозируется, что более теплый климат приведет к увеличению активности пожаров и удлинению сезонов пожаров во всем мире. Прогнозируется, что годовое количество дней с экстремальными пожарами будет увеличиваться, поскольку повышение температуры, снижение относительной влажности, увеличение скорости ветра и увеличение количества сухого топлива приводят к увеличению интенсивности и серьезности пожаров. Эти изменения сократят интервалы возгорания, что сократит время накопления семян растениями и потенциально позволит выбрать более легковоспламеняющиеся виды. [15]Результат этих сдвигов пожарных интервалов изучен во всем мире. Исследование, проведенное на юго-востоке Австралии, показало, что повсеместная гибель рябины после продолжительных сезонов лесных пожаров сожгла 87% ареала видов. Последующие повторные выжигания неполовозрелой рябины привели к полному нарушению регенерации и превращению лесного покрова в кустарники и луга. [16] Эти закономерности также наблюдались в средиземноморских лесах чапаральных регионов западной части Северной Америки . Эти климатические сдвиги в сочетании с учащением частоты пожаров и более короткими интервалами между пожарами заставляют вегетативные сообщества изменять темпы роста, воспроизводства и снижать темпы пополнения после нарушений. [14]

Примеры [ править ]

Bushfire особенно важно в Австралии , где большая часть растительности эволюционировала в присутствии обычных пожаров , вызванных аборигенами практикой firestick земледелия . В результате компоненты растительности адаптируются к определенному режиму пожара и зависят от него. Нарушение этого пожарного режима может повлиять на их выживание. Примером видов, зависящих от пожарного режима, является вид Banksia, который одновременно чувствителен к огню и серотин . У видов Banksia огонь также вызывает высвобождение семян, обеспечивая восстановление популяции. В идеальном режиме пожара у растения должно быть достаточно времени, чтобы созреть и сформировать достаточно большой банк семян, прежде чем следующий пожар убьет его и вызовет высыпание семян.

Калифорния чапараль и лесные массивы экорегиона , покрывая большую часть штата США , зависит от периодических природных пожаров для оптимального здоровья и продления. [3] Исследование показало, что растущее взаимодействие сельских и городских окраин и практика подавления лесных пожаров в прошлом веке привели к повышению уязвимости к менее частым и более серьезным лесным пожарам. В исследовании утверждается, что тушение пожаров увеличило количество топлива в хвойных лесах. [4] При анализе базы данных истории пожаров в штате Калифорния за 1910–1999 гг. Было обнаружено, что частота пожаров и площадь выгоревших пожаров не уменьшились, более того, размер пожаров не увеличился. [17]Согласно исследованию, проведенному Геологической службой США, тушение пожаров чапараля, в отличие от тушения пожаров в хвойных лесах, не повлияло на естественный режим пожаров .

Эффекты инвазивных видов [ править ]

Cheatgrass [ править ]

Одним из примеров инвазивного вида , изменившего режим пожаров в западной части Северной Америки, является Bromus tectorum . [18] Исторически интервалы возобновления пожаров в полыни равнины Снейк-Ривер составляли 60–110 лет, но в настоящее время из-за присутствия журавлиной травы она горит каждые 5 лет. [18] Плетеная трава является постоянным источником топлива, что меняет топливные характеристики экосистемы. Частые пожары затрудняют или делают невозможным полное восстановление местной растительности. [18]

Бразильское перечное дерево [ править ]

Бразильские перечные деревья вторгаются в местные растительные сообщества на юго-востоке США и вызывают изменения в частоте и серьезности пожарных режимов и экосистем. [19]

Другой пример воздействия инвазивных видов на режимы пожаров - распространение бразильского перечного дерева ( Schinus terebinthifolia ) в местных растительных сообществах. Уроженец Бразилии, Аргентины и Парагвая, растение было завезено в качестве декоративного вида и в настоящее время прижилось за пределами его естественного ареала. Популяции существуют в Австралии, Южной Африке, Средиземноморье, южной Азии и юго-востоке Соединенных Штатов. Бразильский перец часто встречается в нарушенных почвах и субстратах и ​​часто вытесняет местные растительные сообщества, создавая условия, похожие на монокультурные . Южная Флорида возле национального парка Эверглейдсособенно пострадал от его распространения: в некоторых исследованиях сообщается только о 7 видах на (6) участках площадью 100 м 2 . По мере того, как бразильский перец проникает в местность, он создает слой под пологом, который часто вытесняет травы и почвопокровные виды. Это изменяет растительный покров и плотность ландшафта, способствуя изменению режима пожаров. [20]

Бразильский перец адаптирован к пожару и дает быстрорастущие побеги после пожара, хотя размер растений и густота насаждений важны для определения реакции после пожара, поскольку более молодые растения имеют более высокий уровень смертности. [20] Частота возгораний играет определенную роль в выращивании бразильского перца, поскольку в районах частых пожаров наблюдается меньшая численность растения, в отличие от участков, которые не сжигаются регулярно. Недавняя модель показала, что четырехлетний интервал между возгоранием уничтожит первоначальную популяцию 100 самок перца в течение 25 лет. [21]В районах произрастания бразильского перца режимы пожаров сильно изменились из-за исключения пожаров и населенных пунктов. Исторически на этих территориях часто происходили пожары небольшой силы. Бразильский перец может создать затененный влажный подлесок и уменьшить количество мелкозернистого топлива в областях, где исторически часто возникали пожары, что, таким образом, увеличивает интервал возврата к пожару, что отрицательно сказывается на адаптированном к пожаре растительном сообществе. [20]

См. Также [ править ]

  • Чапараль
  • Нарушение (экология)
  • Пожарная экология
  • Пирогеография

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Пайн, Стивен (июнь 2002 г.). «Как растения используют огонь (и используются им)» . NOVA Online .
  2. ^ a b c d Морган, Пенелопа; Харди; Светнам; Роллинз; Длинный (1999). «Отображение режимов пожара во времени и пространстве: понимание грубых и мелкомасштабных схем возгорания» (PDF). Международный журнал лесных пожаров . 10 : 329–342 - через Google Scholar .
  3. ^ Браун, Джеймс К .; Смит, Джейн Каплер (2000). Лесные пожары в экосистемах: воздействие пожаров на флору. Gen. Tech. Реп. РМРС-ГТР-42-об. 2 . Департамент сельского хозяйства, Лесная служба, Исследовательская станция Скалистых гор.
  4. ^ a b Тейлор, Алан Х .; Скиннер, Карл Н. (2003). «Пространственные модели и меры контроля за историческими режимами пожаров и структурой лесов в горах Кламат». Экологические приложения . 13 (3): 704–719. DOI : 10,1890 / 1051-0761 (2003) 013 [0704: spacoh] 2.0.co; 2 .
  5. ^ Бейкер, Уильям (2009). Экология пожаров в ландшафтах скалистых гор . Island Press. С. 131–163. ISBN 978-1597261838 . 
  6. ^ "Распространение огня" . nps.gov . Служба национальных парков. Проверено 23 октября +2016.
  7. ^ Брукс, Мэтью; и другие. (2004). «Влияние инвазивных чужеродных растений на пожарные режимы» . Биология . 54 (7): 677–688. DOI : 10,1641 / 0006-3568 (2004) 054 [0677: eoiapo] 2.0.co; 2 .
  8. ^ Мейсон, DS; Лэшли, Массачусетс (2021 г.). «Пространственный масштаб в предписанных пожарных режимах: малоизученный аспект сохранения с примерами из юго-востока Соединенных Штатов» . Пожарная экология . 17 (1): 1–14. DOI : 10,1186 / s42408-020-00087-9 .
  9. ^ Роллинз, Мэтью G .; Кин, Роберт Э .; Парсонс, Рассел А. (2004). «Картирование топливных и пожарных режимов с использованием дистанционного зондирования, моделирования экосистем и градиентного моделирования». Экологические приложения . 14 : 75–95. DOI : 10.1890 / 02-5145 .
  10. ^ "Программа LANDFIRE: Дом" . www.landfire.gov . Проверено 9 ноября 2017.
  11. ^ a b Уитлок, Кэти; Игера; Маквети; Брилес (2010). «Палеоэкологические перспективы экологии пожаров: пересмотр концепции пожарного режима» (PDF). Открытый экологический журнал . 3 : 6–23 - через Google Scholar.
  12. ^ а б Энрайт, Нил Дж .; Фонтейн, Джозеф Б .; Ламонт, Байрон Б.; Миллер, Бен П .; Весткотт, Ванесса К. (01.11.2014). «Устойчивость и устойчивость к изменению климата и пожарного режима зависят от функциональных особенностей растений» . Журнал экологии . 102 (6): 1572–1581. DOI : 10.1111 / 1365-2745.12306 . ISSN 1365-2745 . 
  13. ^ НАСА (1997-09-18),Английский: спутниковые данные и изображения, подобные тем, которые представлены на этом изображении Земли, дают ученым более полное представление о взаимосвязанных системах и климате Земли. В создании этого изображения участвовали четыре разных спутника. Датчик с широким полем обзора для наблюдения за морем (SeaWiFS) обеспечил слой изображения суши и представляет собой полноцветную композицию растительности суши для безоблачных условий с 18 сентября по 3 октября 1997 года. Каждая красная точка над Южной Америкой и Африкой представляет Пожар обнаружен усовершенствованным радиометром очень высокого разрешения. Слой океанического аэрозоля основан на данных Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) и вызван сжиганием биомассы и переносимой ветром пыли над Африкой. Облачный слой представляет собой совокупность инфракрасных изображений, полученных с четырех геостационарных метеорологических спутников NOAA GOES 8 и 9,METEOSAT Европейского космического агентства и GMS Японии 5., дата обращения 08.12.2017
  14. ^ а б Энрайт, Нил Дж; Фонтейн, Джозеф Б. Боуман, Дэвид MJS; Брэдсток, Росс А; Уильямс, Ричард Дж (2015). «Интервальное сжатие: измененные режимы пожаров и демографические реакции взаимодействуют, чтобы угрожать сохранению древесных видов при изменении климата» . Границы экологии и окружающей среды . 13 (5): 265–272. DOI : 10.1890 / 140231 .
  15. ^ Д'Антонио, Карла М .; Витаусек, Питер М. (1992). «Биологические вторжения экзотических трав, цикл трава / огонь и глобальные изменения». Ежегодный обзор экологии и систематики . 23 (1): 63–87. DOI : 10.1146 / annurev.es.23.110192.000431 .
  16. ^ Боуман, Дэвид MJS; Мерфи, Бретт П .; Нейланд, Доминик Л.Дж.; Уильямсон, Грант Дж .; Прайор, Линда Д. (2014). «Резкое изменение пожарного режима может привести к потере спелых облигатных сеялок в масштабе всего ландшафта». Биология глобальных изменений . 20 (3): 1008–1015. Bibcode : 2014GCBio..20.1008B . DOI : 10.1111 / gcb.12433 . PMID 24132866 . 
  17. ^ Кили, Джон Э .; Фотерингем, CJ; Мораис, Марко (1999). «Пересмотр воздействия пожаротушения на режимы пожаров в зарослях кустарников». Наука . 284 (5421): 1829–1832. CiteSeerX 10.1.1.78.946 . DOI : 10.1126 / science.284.5421.1829 . PMID 10364554 .  
  18. ^ a b c Whisenant SG. 1990. Изменение частоты пожаров на равнинах реки Снейк в Айдахо: экологические и управленческие последствия. Логан (Юта): Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Межгорный исследовательский центр. Общий технический отчет INT-276.
  19. ^ "Программа LANDFIRE: Дом" . www.landfire.gov . Проверено 8 декабря 2017 .
  20. ^ a b c "Schinus terebinthifolius" . www.fs.fed.us . Проверено 9 ноября 2017.
  21. ^ Стивенс, Йенс; Бекадж, Брайан (2009). «Огненная обратная связь способствует вторжению в сосновые саванны бразильского перца (Schinus terebinthifolius)» . Новый фитолог . 184 : 365–375 - через PubMed.

Внешние ссылки [ править ]

  • USGS: Исследование экологии пожаров
  • Веб-сайт Калифорнийского института Чапараля
  • LandFire: группы пожарного режима