Ein neues Tool zur Modellierung von Waldbränden im pazifischen Nordwesten und darüber hinaus

Im Jahr 2006 brannte der Tripod Complex Fire mehr als 175.000 Acres im nördlichen Zentrum Washingtons nieder. Das Feuer im Okanogan-Wenatchee National Forest war mehr als dreimal so groß wie Seattle. Doch obwohl die Brände damals als schwerwiegend galten, haben die noch größeren Waldbrände in den Jahren 2014, 2015 und 2021 Tripod inzwischen in den Schatten gestellt.

Frühere Untersuchungen zeigen, dass große und schwere Waldbrände wie diese im Westen der USA und Kanadas vor dem späten 20. Jahrhundert viel seltener waren.

„Die Maßnahmen zum Schutz vor Bränden während eines Großteils des 20. Jahrhunderts führten zu vielen dichten Wäldern mit weitgehend einheitlicher Zusammensetzung“, sagte Susan Prichard, Wissenschaftlerin an der UW School of Environmental and Forest Sciences. „Um die Jahrhundertwende hatten wir reife und dicht bewaldete, vielschichtige Wälder mit hohem Brennstoffgehalt – und infolgedessen können sich große, zerstörerische Waldbrände leichter entzünden und ausbreiten. In großen Landschaften gibt es einfach mehr zu verbrennen.“

Prichard hat zusammen mit Kollegen von der Pacific Northwest Research Station des US Forest Service – Paul Hessburg, Nicholas Povak und Brion Salter – und dem beratenden Brandökologen Robert Gray ein Modellierungstool entwickelt, das es Managern und politischen Entscheidungsträgern ermöglicht, sich eine andere Zukunft vorzustellen und zu verwirklichen: Eines, in dem große, schwere Waldbrände wie Tripod selbst unter dem Klimawandel erneut seltene Ereignisse sind.

Das als REBURN bekannte Tool kann große Waldlandschaften und die Dynamik von Waldbränden über Jahrzehnte oder Jahrhunderte hinweg im Rahmen verschiedener Waldbrandmanagementstrategien simulieren. Das Modell kann die Folgen des Löschens aller Waldbrände unabhängig von ihrer Größe simulieren, was während eines Großteils des 20. Jahrhunderts der Fall war, oder die Folgen der Rückkehr bestimmter Brände in unbewohnte Gebiete. REBURN kann auch Bedingungen simulieren, bei denen sich die Dynamik einer günstigeren Waldlandschaft in einem Gebiet vollständig erholt hat.

In zwei in der Zeitschrift veröffentlichten Artikeln Feuerökologie, wendete das Team REBURN auf die Region im Norden von Washington an, wo 2006 das Feuer im Tripod Complex brannte. Simulationen haben gezeigt, dass durch die Festlegung vorgeschriebener Brände und das Abbrennen kleinerer Waldbrände im Laufe der Zeit vielfältigere und widerstandsfähigere Wälder entstehen können.

Solche Wälder bestehen aus Waldflächen unterschiedlicher Größe und Form, die sich alle in unterschiedlichen Erholungsstadien von ihrem letzten Brand befinden. Kürzlich verbrannte Flächen dienten mindestens für die nächsten fünf bis 15 Jahre als „Zäune“ für den Brandfluss und verhinderten so eine weite Ausbreitung von Waldbränden. REBURN-Simulationen zeigten, dass es in einer Waldlandschaft, die zu 35 bis 50 % aus „Zaunflächen“ bestand, weitaus weniger großflächige und schädliche Waldbrände gab.

„Landschaften hatten sich auf ‚freundlichere‘ Bedingungen für die Verbrennung eingestellt“, sagte Hessburg.

REBURN-Simulationen zeigten, dass, wenn in einer Region weniger Zaunflächen vorhanden waren, tendenziell größere und schwerwiegendere Waldbrände die Entwicklung der Landschaft im Laufe der Zeit dominierten.

„Mit dem Modell können wir simulieren, was passieren kann, wenn verschiedene Managementszenarien im Vorfeld angewendet werden, einschließlich der Frage, wie kleine oder mittelgroße Brände in unbewohnten Gebieten die Anfälligkeit von Wäldern für Brände verändern können“, sagte Prichard. „Wir haben herausgefunden, dass eine komplexere Waldumgebung – in Bezug auf Baumalter, Zusammensetzung, Dichte und Brennstoffgehalt – es für große Brände schwieriger macht, sich auszubreiten und schwere Ausmaße anzunehmen.“

„Wir haben auch herausgefunden, dass Nichtwaldgebiete, bestehend aus Grasland, Buschland, Feucht- und Trockenwiesen und spärlich bewaldeten Wäldern, wichtige Bestandteile waldbrandresistenter Wälder sind“, sagte Hessburg.

„REBURN hat uns gezeigt, dass unsere Politik, alle Waldbrände zu löschen, Wälder geschaffen hat, wie sie heute existieren, wobei große, schwere Waldbrände immer häufiger auftreten. Flächenbrände wie diese zerstören nicht nur Häuser und überziehen Städte und Gemeinden mit Rauch, sondern verdrängen auch Wildtiere, zerstören Lebensräume, und kann große Gebiete schwer verbrennen, was manchmal die Rückkehr der Wälder erschwert.“

Kurze Zeiträume zwischen Wiederverbrennungen des Waldes können für die langfristige Erholung besonders schädlich sein, da sie junge Bäume zerstören, die noch keine Zapfen gebildet haben, fügten sie hinzu.

Von 1940 bis 2005 löschten Feuerwehrleute in den North Cascades in Washington mehr als 300 Brände im Anfangsstadium im Tripod-Gebiet – die meisten davon wurden durch Blitzeinschläge ausgelöst. In den 1980er und 1990er Jahren hatten sich die Wälder in der Region zu hochdichten Zunderbüchsen entwickelt, die mit älteren, absterbenden Bäumen und viel totem Holz und anderen Brennstoffen auf dem Boden beladen waren.

Untersuchungen haben gezeigt, dass vor der groß angelegten europäischen Kolonisierung des Gebiets kleinere Waldbrände Wälder im nördlichen Zentrum Washingtons und anderswo im pazifischen Nordwesten geformt haben. Das Methow-Volk und andere Stämme in der Region legen durch kulturelle Verbrennungspraktiken aktiv Feuer. Luftaufnahmen zeigen, dass die Wälder im nördlichen Zentrum Washingtons noch in den 1930er Jahren eine „Flickenteppich“-Struktur aufwiesen, die die Entstehung großer Waldbrände verhinderte.

„Wälder mit komplexerer Struktur – darunter dicht und schwach bewaldete Gebiete wie Wiesen und Grasland, Buschland und karge Wälder – schaffen auch eine größere Vielfalt an Lebensräumen für Wildtiere“, sagte Hessburg. „Kürzlich verbrannte Gebiete können sich zu feuchten oder trockenen Wiesen entwickeln, auf denen Hirsche oder Elche leben können. Andere, jüngere, baumdichte Gebiete können Luchse und Schneeschuhhasen beherbergen.“

REBURN kann an andere Regionen im Westen der USA und Kanadas angepasst werden. Prichard, Hessburg und ihre Kollegen passen es derzeit an, um die Waldentwicklung in den riesigen Wäldern im Süden von British Columbia und Nordkalifornien zu simulieren, einschließlich Regionen, die kürzlich von Waldbränden heimgesucht wurden, und solchen, die kulturell von indigenen Völkern niedergebrannt wurden.

Aber zu wissen, wann – oder sogar ob – ein kleines Feuer in einer unbewohnten Region brennen darf, ist keine leichte Aufgabe, da Brandverwalter Menschen, ihre Häuser und Lebensgrundlagen schützen müssen. Das Team hofft, dass die laufende Forschung dazu beitragen wird, das Modell und die Erkenntnisse, die es für veränderte Waldbewirtschaftungsstrategien liefern kann, zu verfeinern.

„Dies ist ein neuartiges Tool, das Wald- und Nichtwald-Entwicklungsmodelle im Laufe der Zeit, den Brennstoffabfall nach Bränden und ein Brandwachstumsmodell koppelt“, sagte Hessburg.

„Wir hoffen, dass es den Menschen, die wichtige Entscheidungen über unsere Wälder treffen, dabei hilft, die langfristigen Folgen unterschiedlicher Praktiken und Richtlinien in Bezug auf Waldbrände zu verstehen“, sagte Prichard. „Wir hoffen, dass es diese Gespräche einfacher macht, indem wir unsere Vorhersagen auf fundierte Forstwissenschaften stützen.“