野火難燒盡,火後砍伐樹木對森林會有什麼影響?

氣候變化,火災多發的農村地區的住宅開發,過去的消防政策的影響,這些因素共同使美國的許多地區處於危險之中,尤其是在西部地區,美國的西部地區尤其最容易發生森林火災。

我們知道美國加州每年都必然發生山火,並且火災發生週期長達8個月,也就是說一年中有一半多的時間要面臨山火。

聯邦機構每年花費超過25億美元來控制野火,而且成本還在上升。

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科學家們普遍認為,火起著重要的生態作用,聯邦土地管理人員正在努力在可控的環境中重新引發火勢,以再生森林並減少可引起野火燃燒失控的導火索。

公職人員承受著撲滅威脅房屋的大火的巨大壓力,但很少有人願意讓房主承擔更多的財產保護費用。在房屋周圍使用耐火的建築材料和清潔刷可以減少火災的風險。一些人希望走得更遠,並禁止在容易發生火災的地區進行新的開發。

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伐木可以減少火災隱患嗎?

長期以來,木材行業代表和許多農村地區的官員一直在爭辯,伐木可以減少可燃燃料的量來降低野火風險,尤其是針對死樹或受損樹木時。

當前,伐木倡導者特別擔心樹皮甲蟲,細小的枯木昆蟲,這些蟲害可能大面積暴發,這種暴發是整個西方國家都存在的,並且週期性地大規模爆發。自1997年以來,在西方各州超過4100萬英畝的樹皮甲蟲已經殺死或破壞了數百萬棵松樹,雲杉,冷杉和其它樹木。

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伐木倡導者和許多西方政客爭辯說,成堆的枯死樹木很容易燃燒並引起野火。六名西共和黨人提出了一項法案,該法案將允許州和地方土地管理人員在指定的“高風險”地區砍伐受損樹木,即使這些樹木是聯邦土地。

但是美國森林服務處和學術界的科學家說,樹皮甲蟲襲擊與野火之間的關係很複雜,而且被甲蟲殺死的樹並不總是比健康樹更易燃。當樹皮甲蟲殺死松樹或雲杉的樹木時,樹木會變成紅褐色,並把枯乾的針頭保留一兩年。

然後,在蟲害發作三到五年後,針頭變成灰色並掉在地上。後來,枯樹開始倒塌。研究人員說,火災危險在每個階段都不同。

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威斯康星大學動物學家莫妮卡·特納說:“火災科學界的一個大爭論是紅針是否會增強樹冠火災”,這種強烈的烈火會在樹梢之間迅速蔓延。他對北部大黃石地區的生態系統進行了廣泛研究。在落基山脈,紅色的針頭比綠色的針頭更乾燥,更易燃,因此問題在於它們的相對作用,而不在於被甲蟲殺死的森林是否會燃燒,而是與健康森林相比,它們更易燃。

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在2011年的一項研究中,特納和她的同事分析了在嚴重受到山松甲蟲影響的落基山黑松林中影響火災風險的因素,例如燃料量,水分含量和土壤表面溫度。特納說:“我們的研究結果表明,殺死甲蟲並不會增加冠冕著火的風險,在某些情況下,實際上可以通過將冠層變薄來減少火災。”

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森林服務處的科學家發現,甲蟲暴發雖然增加了一些火災因素,但甲蟲暴發減少了或沒有影響其它火災因素。此外,研究人員指出,甲蟲暴發和起火之間的時間間隔很重要,因為紅針和灰針階段的火災風險有所不同。科學家得出結論,需要在不同類型的森林中進行更多研究,並警告不要對甲蟲襲擊與火災風險之間的關係一概而論。

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大規模火災後伐木的影響

另一個長期爭論的焦點是大規模火災後伐木的影響。美國森林經理在大火過後有許多擔憂,人們希望確保樹木能夠再生,為返回燃燒區的動物和鳥類保留足夠的生長時間,以減少昆蟲侵害火燒樹木的可能性,並儘量減少森林再次燃燒的機會,還希望在有價值的木材開始腐爛之前對其進行回收。

2002年,喬治·W·布什總統政府(2001-2009)批准了俄勒岡州錫斯基尤國家森林大火之後的打撈伐木計劃,其中包括以前未進行過砍伐的古老林區和無路區域。反對者表示反對該計劃,木材公司對伐木的熱情不及倡導者所期望的,因為許多樹木已被大火燒燬。

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後來的一項研究發現,在大火後被砍伐的區域中樹木的再生比未砍伐的區域中樹木的再生更慢。伐木擾亂了土壤,使幼苗窒息。另一項研究得出的結論是,比起未曾採伐的地區,砍伐過的地區會讓野火造成的破壞更為嚴重。

森林服務部門的研究表明,森林最後一次的燃燒比火災後伐木對未來火災的風險影響更大。如果存在“燃料梯子”,則火災可能從樹的表面蔓延到樹冠,火災可能蔓延到倒下的樹枝或幼樹。

一些保護組織正在與政府機構合作,以安全地使用火作為保護工具。大自然保護協會是致力於保護美國乃至全球重要生態土地的環保倡導組織,長期以來一直主張將可控燃燒作為具有成本效益的土地恢復工具。保護協會在2011年對13萬英畝的保護地進行了計劃燒燬。

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保護區的當地分會與其他團體一起進行有計劃的焚燒,以減少森林地面上的樹葉,垃圾和木材。負責人卡拉·李解釋說:“我們希望保持森林的健康和復原力,並減少山脊周圍居民的風險。這裡的人們認識到,使用規定的火種可以使消防員和鄰居更加安全,因為這可以減少發生大火的危險。”

據保護區的森林生態學家兼消防經理加貝·查平說,沒有火,保護區的森林將逐漸從橡樹和松樹樹混合變為楓樹。他說:“橡樹提供了橡子,橡子是野生動植物的重要食物來源,並且它們儲存大量的碳,因此我們希望對其進行維護。”

橡樹和松樹皮均具有較厚的樹皮和非常深的根系,因此它們適於在大火後萌芽。它們在火後環境中生長良好,在那裡它們擁有更多的光線,越來越大的空間並且競爭更少。

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對於每次計劃的燃燒,水利部和當地合作伙伴都會審查目標區域的生態環境和起火原因。然後,小組編寫詳細的藍圖,闡明燃燒的可接受條件,例如溫度,溼度,風速和方向以及燃料溼度。該計劃還評估了管理該運營所需的本地應急服務。計劃性焚燒由國家監管機構審查和批准。

為了進行焚燒,計劃中列出的所有專家都必須在場,包括護林員。通常,操作員點燃試火併觀察煙霧和火的行為。

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查平說:“我們將建立一種點火模式,使火勢朝著陸地單位的中心燃燒,並在所有燃料用完後有效地自行燃燒掉。” “我們非常仔細地觀察煙霧,以確保煙霧升至地面並從房屋和道路中散開。不會發生火災而沒有任何風險,但是進入此過程的所有計劃,管理和人員培訓都會減輕這種風險,除非我們對火災的表現方式非常滿意,否則我們不會繼續進行。 ”

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自然保護協會

自然保護協會正在創造工作環境,人們在場並用火做事,他們正將其用於良好的目的。

科學家們普遍認為,氣候變化將在未來幾十年中使美國大部分地區(尤其是西方國家)變得更熱,更乾燥,這將加劇火災隱患。

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更頻繁的大火可能極大地改變生態系統。

例如,黃石公園,預計未來一個世紀的夏季平均氣溫將升高6華氏度,但對降雨的影響尚不確定。威斯康星大學的特納說:“如果我們得到比今天更高的溫度和相同數量的降水,將會出現更多的乾旱,這將使該系統進入與大火相關的區域。”

“我們的模型表明,不著火的年份將更少。在某個時候,大火可能會迅速地蔓延,以致森林沒有足夠的時間重新生長。”

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從2006年到2011年,六月,七月和八月的極端熱量覆蓋了地球的4%至13%,而1951年到1980年的夏季極端熱量,地球僅佔地球的0.2%。過去幾年中的極端熱浪是氣候變化的直接結果,因為它們極不可能發生發生在沒有氣候變暖的情況下。

在海拔較低的地方,森林茂密的地區將有更多的鼠尾草和草地棲息地。關鍵問題是,氣候和火災制度是否會發生足夠的變化,以使森林地區轉向非森林地區。如果幹旱年份緊跟著火災年份,那可能會使樹木的幼苗無法再生。

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野火危害的範圍之大

野火造成的損害往往超出了樹木發黑,房屋被毀和死亡或流離失所的野生生物的範圍。

火災會產生煙霧或其它直接危害人體健康或與大氣融為一體的有害物質。野火還威脅附近的供水,當燒燬的地區侵蝕和殘骸衝入水道時,這些供水可能被汙染。在某些地區,野火有助於為危險的山崩創造條件。

煙霧是顆粒物,水蒸氣,二氧化碳,一氧化碳和其它化學物質的複雜混合物,其變化取決於燃料類型,天氣和溫度等因素。直徑小於或等於2.5微米的細小顆粒(PM 2.5),僅為人類頭髮寬度的一小部分。這些微粒足夠小,可以被肺部深層吸收,可以使呼吸系統疾病(例如哮喘)惡化,並增加心臟病發作和中風的風險。

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一氧化碳嚴重威脅人體健康。當木材或化石燃料未完全燃燒時,會產生無味,無色的氣體。人暴露於高濃度的一氧化碳下會導致頭暈,頭痛,注意力不集中,在極端情況下會導致意識喪失甚至死亡。在野火中,如果樹木未充分燃燒(陰燃),則會產生大量一氧化碳。

長時間燃燒的大型森林大火會在煙霧漫長的傳播時引起嚴重的區域空氣質量問題。此類大火在全球範圍內造成了嚴重損失,特別是在熱帶非洲,亞馬遜河,西伯利亞和東南亞。例如,印度尼西亞大火造成的汙染在馬來西亞,泰國和其它鄰國也引起了反覆出現的健康和能見度問題。

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在美國,在太空中也可以看到西方野火產生的煙霧,並引發了公共衛生機構對空氣質量的警報,建議居住在火區附近的人留在室內。2004年,阿拉斯加與加拿大邊境的森林大火加劇了3000多英里外的休斯頓的空氣汙染。可見一處著火,四處受到汙染。

野火還會汙染飲用水,破壞水處理設施。火災會釋放土壤化學物質,例如硝酸鹽和磷。被火災燒燬的地區容易受到侵蝕,地面上沒有層狀的落葉和其它自然碎片來吸收雨水,也沒有灌木來固定土壤,雨水使土壤顆粒分離並帶走。森林火災過後的沉積物,灰燼,木炭和碎屑衝入河流,使水域渾濁並殺死魚類。

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其它汙染物也可以在徑流中吸收。例如,美國西部各州的廢棄礦場周圍存在尾礦(即加工金屬礦石留下的廢料),2010年科羅拉多州峽谷大火發生之後,美國地質調查局發現,礦山廢料衝入當地飲用水後鋁,鐵和錳的含量升高。這些化學元素不會對健康構成威脅,但其濃度足以影響水的味道和氣味。

火災後造成的泥石流也會威脅到公共安全。在美國西部,秋季野火和冬季大雨二者前後發生會造成泥石流。當潮溼的土壤沖刷著火硬化的山坡時,就會發生大規模的滑坡,有時足以摧毀房屋。

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自然作家約翰·麥克菲在洛杉磯描述了這一過程,那裡的野火和山洪泛濫,泥石流堆積在溪谷中,或多或少類似於新鮮的混凝土。它們由水和大量固體物質混合而成,其中大部分都超過了沙粒大小。其中一些是雪佛蘭大小,比汽車大的巨石在泥石流中長途行駛,像魚卵一樣聚集的巨石倒入泥石流中。

隨著時間的流逝,科學家可以研究火災後如何恢復來了解不同生態系統的優缺點。1988年的黃石大火可能最終成為非常有價值的基準。所以我們可以利用自1988年大火以來的經驗來預測該地區下次的反應。


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