Shorter fire-return intervals rearrange fuel arrays in dry forests of southeastern Australia

Feuer ist eine fundamentale Kraft in der australischen Landschaft, die die Wälder formt, so wie die Wälder das Feuer formen. In vielen Ökosystemen haben Pflanzen spezifische Merkmale entwickelt, um Brände zu überleben und sogar von regelmäßigen Flammen zu profitieren, wie etwa Samen, die erst nach Kontakt mit Hitze keimen, oder Bäume, die nach einem Brand aus ihren Stämmen wieder nachwachsen können. Diese Beziehung hält den Wald normalerweise in einem stabilen Zustand, sodass er nach einem Feuer in einen vertrauten Zustand zurückkehrt. Wenn Feuer jedoch zu häufig auftreten, können sie diese widerstandsfähigen Systeme über ihren Bruchpunkt hinaus treiben. Anstatt als hoher Wald zurückzukehren, kann sich das Land in einen völlig anderen, beständigen Zustand verwandeln, der von niedrigen, dichten Sträuchern und kleinen Bäumen dominiert wird. Dieses Phänomen, bekannt als ein alternativer Ökosystemzustand, tritt immer häufiger auf, da die Feuersaisons länger und intensiver werden. Die entscheidende Frage für Landwirte und Wissenschaftler ist, ob sich diese neuen, strauchreichen Landschaften beim Brennen anders verhalten. Entzünden sie sich leichter? Breiten sie sich schneller aus? Oder brennen sie mit weniger Intensität? Das Verständnis dieser Unterschiede ist entscheidend, um vorherzusagen, wie zukünftige Brände durch das Land ziehen werden und um die Sicherheit der Gemeinden zu verwalten, die in der Nähe dieser Wälder leben.

Forscher gingen die Frage an, indem sie ein spezifisches Gebiet im Südosten Australiens innerhalb des Wilsons Promontory Nationalparks untersuchten. Hier zerstörten eine Serie intensiver Brände in der Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts in bestimmten Gebieten die hohen Eukalyptusbäume, was deren Regeneration verhinderte. Über die Jahrzehnte verwandelten sich diese Flächen in dichte Dickichte aus kleineren Sträuchern und Bäumen, während nahegelegene Wälder mit ähnlichem Boden und Klima ihre hohen Eukalyptuskronen behielten. Das Team verglich diese zwei unterschiedlichen Umgebungen: die „Referenz“-Wälder, die noch ihre hohen Bäume besaßen, und die „alternativen“ Zustände, in denen die hohen Bäume verschwunden waren. Sie raten nicht nur darüber, wie diese Wälder brennen würden; sie maßen die physische Brennstoffmenge am Boden, testeten im Labor, wie leicht dieser Brennstoff Feuer fängt, und nutzten Computermodelle, um zu simulieren, wie sich ein Feuer unter verschiedenen Wetterbedingungen – von milden kontrollierten Brennungen bis hin zu extremen Wildbrandtagen – über die Landschaft bewegen würde.

Die physische Struktur der zwei Waldtypen erwies sich als recht unterschiedlich. In den alternativen Zuständen war der Boden mit einer dicken Schicht aus feinen Blättern und Zweigen bedeckt, ähnlich wie in den Referenzwäldern, aber die Vegetation über dem Boden bestand aus einer dichten, hohen Wand aus Sträuchern, die fast fünf Meter hoch reicht. Im Gegensatz dazu hatten die Referenzwälder eine offenere Untervegetation mit einer hohen Eukalyptuskrone darüber. Entscheidend war, dass die Referenzwälder mit loser, faseriger Rinde der Eukalyptusbäume bedeckt waren, die abblättern und als Glutpartikel durch die Luft fliegen kann, während die alternativen Zustände fast gar keine Rinde besaßen. Als die Forscher die Gefahr durch diese Brennstoffe mit Standard-Feldprotokollen maßen, ergab sich ein komplexes Bild. Die alternativen Zustände schnitten höher bei der Höhe und Dichte der Sträucher ab, während die Referenzwälder höher bei der Menge der losen Rinde und der Dichte der niedrig wachsenden Gräser bewerteten wurden.

Um zu sehen, wie sich diese Unterschiede in einem echten Feuer auswirken würden, nahm das Team Proben der trockenen Blätter und Zweige vom Boden beider Waldtypen und testete sie in einer kontrollierten Laborumgebung. Sie fanden heraus, dass der Brennstoff aus den alternativen Zuständen überraschend schwer entflammbar war. Wenn ein kleines, brennendes Stück Baumwolle auf die Proben fallen gelassen wurde, um einen windgetragenen Glutpartikel zu simulieren, war der Brennstoff aus den alternativen Wäldern weniger wahrscheinlich entflammbar, brannte langsamer und verzehrte weniger seiner eigenen Masse als der Brennstoff aus den Referenzwäldern. Dies deutet darauf hin, dass die dichten, eng gepackten Blätter der Sträucher in den alternativen Zuständen nicht genügend Luft durchlassen, um eine schnelle, leichte Entzündung zu unterstützen. Sobald ein Feuer in diesen dichten Sträuchern jedoch einmal entstanden ist, ändert sich die Geschichte. Da die Vegetation hoch und so dicht gepackt ist, können die Flammen viel höher wachsen. In den Computersimulationen erzeugten Feuer in den alternativen Zuständen signifikant höhere Flammen unter allen Wetterbedingungen und erreichten Höhen, die problemlos die Kronen der angrenzenden hohen Bäume erreichen könnten.

Die Simulationen zeigten auch einen drastischen Unterschied darin, wie weit ein Feuer springen kann. In den Referenzwäldern fungierte die lose Rinde der Eukalyptusbäume als Quelle für fliegende Glut, was es dem Feuer ermöglichte, weit voraus zu springen und neue Brandherde hunderte Meter entfernt zu entfachen. In den alternativen Zuständen bedeutete das Fehlen der Rinde, dass diese fliegenden Glutpartikel praktisch nicht existent waren, was das Feuer auf den Boden begrenzte, den es gerade verbrannte. Die Geschwindigkeit, mit der sich das Feuer über den Boden bewegte, war unter normalen Bedingungen in beiden Wäldern ähnlich, aber unter den extremsten, katastrophalen Wetterszenarien breitete sich das Feuer in den alternativen Zuständen schneller aus. Dies deutet darauf hin, dass die alternativen Wälder zwar schwerer zu entzünden sind, sobald sie jedoch brennen, sie mit größerer Intensität brennen und sich bei schwerem Wetter schneller ausbreiten können, hauptsächlich weil der dichte, hohe Brennstoff es dem Feuer ermöglicht, aufzusteigen und mit großer Energie voranzuschreiten.

Diese Ergebnisse zeichnen ein nuanciertes Bild des Brandrisikos in diesen sich verändernden Landschaften. Die alternativen Zustände sind nicht notwendigerweise in jeder Hinsicht gefährlicher; sie sind tatsächlich weniger anfällig dafür, durch fliegende Glut entzündet zu werden, und ihr Bodenbrennstoff ist weniger leicht entflammbar. Wenn jedoch ein Feuer einmal ausgebrochen ist, erlaubt die einzigartige Struktur dieser Wälder ihm, mit größerer Intensität und höheren Flammen zu brennen, was wiederum die hohen Bäume in den umliegenden Wäldern entzünden könnte. Dies schafft eine Rückkopplungsschleife, bei der die veränderte Vegetation es dem Wald erschwert, in seinen ursprünglichen Zustand zurückzukehren, da die intensiven Brände, die sie erzeugt, die Regeneration der hohen Bäume verhindern. Die Forschung unterstreicht, dass es nicht ausreicht, lediglich zu betrachten, wie viel Brennstoff auf dem Boden liegt, um die Brandgefahr zu verstehen. Die Form und Art des Brennstoffs spielen eine ebenso große Rolle und erzeugen eine distinkte „Brand-Signatur“ für diese alternativen Landschaften, die einen anderen Ansatz für das Management und die Sicherheit erfordert.