Satellitendaten zeigen, wie Dürre die Erholung nach Waldbränden im Westen verändert

Eine neue Studie unter Verwendung von NASA-Satellitendaten zeigt, wie sich Dürre auf die Erholung westlicher Ökosysteme nach Bränden auswirkt – ein Ergebnis, das wichtige Informationen für Naturschutzbemühungen liefern könnte.

Im Westen ist ein Trend zu zunehmender Zahl und Intensität von Waldbränden zu beobachten. Brände waren historisch gesehen ein natürlicher Teil der Ökologie der Region und wurden durch den Klimawandel – einschließlich häufigerer und intensiverer Dürren – und frühere Bemühungen zur Brandbekämpfung verschlimmert, was zur Ansammlung von brennbarem Material wie heruntergefallenen Ästen und Blättern führen kann. Es hat sich jedoch als schwierig erwiesen, zu quantifizieren, wie sich Feuer und Dürre gemeinsam auf Ökosysteme auswirken.

In der neuen Studie analysierten die Forscher über 1.500 Brände im Westen von 2014 bis 2020 und sammelten auch Daten zu Dürrebedingungen seit 1984. Sie fanden heraus, dass Dürren es Grasland und Buschland, beispielsweise in Nevada und Utah, schwerer machen. um sich nach Bränden zu erholen – auch nach weniger schweren Bränden. Wenn Wälder nicht zu stark verbrannt werden, erholen sie sich besser als Grasland und Buschland, da einige Waldwurzeln tiefer im Boden Wasser anzapfen können. Das Team hat es gemeldet Ergebnisse In Naturökologie und Evolution.

„In vielen Graslandschaften des Westens kommt es zu Bränden geringer Schwere“, sagte Shahryar Ahmad, Hauptautor der Studie und Forschungswissenschaftler am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland. „Diese Studie zeigt, dass selbst diese Brände eine langsame Erholung in diesen Ökosystemen auslösen können, wenn sie von einer vorangegangenen Dürre begleitet werden.“

Wenn Ökosysteme nicht genug Zeit haben, sich vor einer weiteren Dürre oder einem erneuten Brand zu erholen, könnte dies zu dauerhaften Veränderungen der dort wachsenden Pflanzenarten führen. Dies wiederum kann das Risiko von Bodenerosion und Erdrutschen erhöhen und die üblichen Abläufe des Wassers in Bäche und Seen verändern.

„Sobald ein Feuer eingedämmt ist, beginnen die Sanierungsmaßnahmen“, sagte Everett Hinkley, der nationale Programmmanager für Fernerkundung beim US Forest Service, der nicht an der neuen Forschung beteiligt war. „Wenn Sie wissen, wie ein bestimmtes Ökosystem und ein bestimmter Landbedeckungstyp nach dem Brand reagieren werden, können Sie erkennen, welche Maßnahmen Sie ergreifen müssen, um die Landschaft wiederherzustellen.“

Ohne eine solche Wiederherstellung können Veränderungen in der Landbedeckung kaskadenartig auftreten und potenziell Auswirkungen auf die Landwirtschaft, den Tourismus und andere Lebensgrundlagen der Gemeinschaft haben. Um die Erholung der verschiedenen Ökosysteme zu verfolgen, untersuchten die Forscher Veränderungen in der Evapotranspiration (ET) – der Übertragung von Wasser in die Atmosphäre durch Verdunstung aus dem Boden und offenem Wasser sowie Transpiration von Pflanzen – vor und nach den Bränden. Durch die Überwachung der Evapotranspiration konnte das Team feststellen, ob sich verschiedene Ökosysteme wie Wälder und Grasland nach einem Brand vollständig erholt haben oder ob die Erholung verzögert oder gestört war.

Diese Evapotranspirationsdaten stammen von OpenET, einem Tool, das die Evapotranspiration im Maßstab eines Viertel-Morgens im Westen der Vereinigten Staaten berechnet. Dazu werden Modelle verwendet, die öffentlich verfügbare Daten des Landsat-Programms, einer Partnerschaft zwischen der NASA und dem US Geological Survey, sowie anderen NASA- und NOAA-Satelliten nutzen.

„Diese Studie unterstreicht die dominierende Kontrolle der Dürre durch die Veränderung der Widerstandsfähigkeit der Vegetation gegenüber Bränden im Westen“, sagte Erin Urquhart, Programmmanagerin für Wasserressourcen am NASA-Hauptquartier in Washington. „Angesichts des fortschreitenden Klimawandels ist es unerlässlich, dass Landverwalter, politische Entscheidungsträger und Gemeinden auf der Grundlage dieser Forschung zusammenarbeiten, um sich an diese Veränderungen anzupassen, Risiken zu mindern und die nachhaltige Nutzung von Wasser und anderen natürlichen Ressourcen sicherzustellen.“

Die Untersuchung zeigte auch, dass Wälder, Grasland und Buschland Schwierigkeiten haben, sich von Dürren zu erholen, die zeitgleich mit schweren Bränden auftreten, die im Westen immer häufiger auftreten. Dies kann zu potenziell nachhaltigen Veränderungen nicht nur in den Pflanzengemeinschaften, sondern auch in der lokalen und regionalen Wasserdynamik führen.

Schwere Brände schädigen Pflanzen so stark, dass die Evapotranspiration in den Folgejahren stark zurückgeht, stellten die Forscher fest. Anstatt also in die Atmosphäre zu verdunsten, versinkt mehr Wasser als Neubildung im Boden oder wird zum Abfluss.

Anhand einer Teilmenge von fast 800 Bränden von 2016 bis 2018 berechneten die Forscher, dass in allen Ökoregionen der Studie im ersten Jahr nach einem Jahr durchschnittlich etwa 528 Milliarden Gallonen (zwei Kubikkilometer) Wasser als Abfluss oder Wiederauffüllung umgeleitet wurden Feuer. Das entspricht dem jährlichen Wasserbedarf von North Dakota oder einem Viertel des Shasta Lake, Kaliforniens größtem künstlich angelegten See.

Wenn mehr Wasser abfließt, bedeutet das, dass weniger für die Wiederherstellung des Ökosystems oder die Landwirtschaft zur Verfügung steht. Da sich das Erdklima weiter erwärmt, ist das Verständnis dieser Veränderungen von entscheidender Bedeutung für die Entwicklung von Strategien zur effektiveren Bewirtschaftung der Wasserressourcen und zur Gewährleistung der Wassersicherheit für künftige Generationen.