Subalpine Wälder in den nördlichen Rocky Mountains sind feuerresistent – ​​vorerst

Untersuchungen zeigen, dass sich die subalpinen Wälder in den nördlichen Rocky Mountains über 4.800 Jahre hinweg während Regen- und Trockenperioden kontinuierlich von Waldbränden erholten, Vegetation nachwuchsen und in Seesedimentkernen Beweise ihrer Widerstandsfähigkeit hinterließen.

Kyra Clark-Wolf, jetzt Postdoc an der CU Boulder am North Central Climate Adaptation Center (NC CASC), leitete die Studie im Rahmen ihrer Dissertationsforschung. NC CASC ist eine Partnerschaft zwischen CU Boulder und dem United States Geological Survey.

„Ich dachte, wir könnten zwischen Regen- und Trockenperioden unterschiedliche Reaktionen des Ökosystems auf vergangene Brände sehen“, sagte Clark-Wolf. „Wir fanden jedoch heraus, dass es aufgrund des Klimas keinen wirklich klaren Unterschied gab, sondern nur eine große Variabilität innerhalb der Aufzeichnungen, was bisher noch nicht gezeigt wurde.“

Brände waren schon immer Teil der subalpinen Waldökologie in den nördlichen Rocky Mountains, aber Wissenschaftler konnten die Walderholung in diesen Wäldern bisher nicht im Detail untersuchen. Ergebnisse einer neuen Analyse von Seesedimentkernen aus einem subalpinen See in Montana, heute veröffentlicht in der Zeitschrift für Ökologiewaren überraschend.

Die Ergebnisse beschreiben die bemerkenswerte Widerstandsfähigkeit der subalpinen Wälder der nördlichen Rocky Mountains gegenüber Bränden in der Vergangenheit. Die Forschung wirft aber auch eine wichtige Frage auf: Wie widerstandsfähig werden diese Wälder in Zukunft sein?

„Wenn wir in die Gegenwart und in die Zukunft blicken, wissen wir, dass unsere Klimabedingungen zunehmend aus dem Bereich der Variabilität geraten, den wir in den letzten Jahrtausenden erlebt haben“, sagte Phil Higuera, ehemaliger CIRES-Gaststipendiat und Direktor der Universität von Montanas Paläoökologie- und Feuerökologielabor und Mitautor der Studie. „Die globalen Temperaturen werden wärmer und die Bedingungen werden trockener.“

Wissenschaftler stützen sich häufig auf Baumringaufzeichnungen, um die Geschichte der Brände in Wäldern zu verstehen. Dennoch sind Brände in subalpinen Wäldern selten und brennen im Durchschnitt alle 100 bis 250+ Jahre. Diese Brände töten in der Regel die meisten Bäume und die von ihnen aufgezeichnete Geschichte.

Seesedimentkerne fungieren wie Baumringe als natürliche Archive, dokumentieren jedoch einen viel größeren Zeitrahmen und produzieren Aufzeichnungen, die Tausende von Jahren im Vergleich zu Jahrhunderten zurückreichen. Wenn sich Sedimente schichtweise im Seeboden absetzen, sammeln sie sich an, wobei die ältesten unten und die jüngsten oben liegen. Sedimente bewahren Pollen, Holzkohle und andere Indikatoren vergangener Ökosysteme.

„Seesedimentaufzeichnungen integrieren alles, was in der Landschaft geschieht, sodass wir die Reaktionen des Ökosystems verstehen können“, sagte Clark-Wolf. „Pollen sagen uns zum Beispiel, welche Pflanzenarten vor und nach Bränden in der Landschaft vorhanden waren.“

Dieses Papier baute darauf auf eine weitere aktuelle Studie Dabei erstellte das Forschungsteam Langzeitaufzeichnungen für 12 subalpine Seen in Montana und Idaho, was zu einer vollständigen Landschaftsgeschichte der Brände in der Region führte. Diese Arbeit zeigte, dass die heutige Feueraktivität immer noch innerhalb der Schwankungsbreite der letzten 2.500 Jahre liegt.

Das Sammeln der Seesedimentproben in einem wunderschönen subalpinen See sei eine kalte, mühsame Arbeit gewesen, sagte Clark-Wolf. Nachdem das Team bei Temperaturen nahe dem Gefrierpunkt gezeltet hatte, machte es sich auf den Weg zu einem Schlauchboot, das es in der Mitte des Sees verankerte. Während sie auf dem kleinen Floß balancierten, schraubten sie Metallstangen zusammen, um ein langes, schlankes Kernrohr über 50 Fuß auf den Seegrund abzusenken. Dann bohrten sie Schicht für Schicht von Hand durch jahrelange Sedimente am Grund des Sees. Der älteste Sedimentkern war etwa sieben Meter lang und 7.600 Jahre alt. Die Schichten weisen auf Zeitstempel wie die Ausbrüche des Mount St. Helens und des Crater Lake hin.

Nach einigen Tagen der Sedimentsammlung brachten sie die 13 Kerne zurück ins Labor, wo sie die schlammartigen Proben in Hunderte von halben Zentimetern Intervallen schnitten.

„Jeder dieser Ausschnitte ist eine Momentaufnahme des Ökosystems über einen Zeitraum von etwa zehn Jahren“, sagte Higuera. „Wenn wir über Tausende von Jahren sprechen, ist ein Zeitabschnitt von 10 Jahren wirklich hochauflösend. Und das ist es, was es ermöglicht.“ [Clark-Wolf] um charakterisieren zu können, wie sich Brände auf das Ökosystem auswirkten und wie lange es dauerte, bis die Vegetation entstand [and other ecosystem components] um zu dem Zustand zurückzukehren, der vor jedem Brand war.“

Mit Blick auf die Zukunft kam die Studie zu dem Schluss, dass ein geringfügiger Anstieg der Feueraktivität für die subalpinen Ökosysteme der nördlichen Rocky Mountains nicht untypisch wäre – noch nicht.

„Wenn man die Zusammenhänge betrachtet, ist es klar, dass wir damit rechnen, dass sich die Dinge in diesen Wäldern verändern werden, und angesichts der globalen Erwärmung rechnen wir ganz klar damit, dass es zu noch mehr Bränden kommen wird. Irgendwann werden die Brände wahrscheinlich größer sein als das, was diese Wälder in der Vergangenheit erlebt haben, und das sehen wir auch.“ „In anderen Regionen, etwa in den südlichen Rocky Mountains, sieht man das langsam“, sagte Phil Higuera.