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

火災はオーストラリアの景観における根本的な力であり、森林が火を形作るのと同様に、火もまた森林を形作っています。多くの生態系において、植物は火災を生き延び、さらには定期的な燃焼に依存するように特定の形質を進化させてきました。例えば、熱にさらされることで初めて発芽する種や、火災の後でも幹から再生できる樹木などです。この関係は通常、森林を安定した状態に保ち、火災の後も馴染みのある状態へと戻していきます。しかし、火災があまりに頻繁に発生すると、これらの回復力のあるシステムを限界点へと押し上げてしまうことがあります。森林が元の高い木々を持つ姿に戻る代わりに、低く密な低木や小木が支配する、全く異なる持続的な状態へと変化してしまうのです。「代替生態系状態」として知られるこの現象は、火災シーズンがより長く、より激しくなるにつれて一般的になりつつあります。重要な問いは、土地管理者や科学者にとって、これら新しく形成された低木に覆われた景観が、燃える際に異なる挙動を示すのかどうかということです。それらはより燃えやすいのか？ より速く広がるのか？ あるいは、より低い強度で燃えるのか？ これらの違いを理解することは、将来の火災がどのように田園地帯を移動するかを予測し、森林の近くに住むコミュニティの安全を管理する上で極めて重要です。

研究者たちは、南東オーストラリアのウィルソンズ・プロモントリー国立公園内にある特定の領域を研究することで、これらの問いに答えようと試みました。ここでは、20世紀半ばの一連の激しい火災によって特定のパッチ内の高いユーカリの木が破壊され、それらが再生することを妨げられました。数十年にわたり、これらのエリアは小さな低木や小木の密な茂みへと変貌しましたが、同様の土壌と気候を持つ近隣の森林は、高いユー一カリの樹冠を維持したままの状態でした。チームは、これら2つの異なる環境、すなわち、依然として高い木々を保持している「参照」森林と、高い木々が消失した「代替」状態を比較しました。彼らは単にこれらの森林がどのように燃えるかを推測したのではなく、地上の物理的な燃料を測定し、その燃料が実験室でどれほど容易に火がつくかをテストし、さらにコンピュータモデルを使用して、穏やかな計画焼却から極端な野火の日まで、さまざまな気象条件下で火が景観全体にどのように振る舞うかをシミュレートしました。

これら2種類の森林の物理的構造は、極めて異なっていることが分かりました。代替状態では、地面は参照森林と同様に細かい葉や小枝の厚い層に覆われていましたが、地上部の植生は高さ5メートル近くに達する、密で高い低木の壁となっていました。対照的に、参照森林は、頭上に高いユーカリの樹冠を持つ、より開けた下層植生を持っていました。決定的なことに、参照森林はユーカリの木から剥がれ落ち、空中を飛んでいく「火の粉（エンバー）」となり得る、緩く繊維質の樹皮に覆われていましたが、代替状態には樹皮がほとんど存在しませんでした。研究者が標準的なフィールド・プロトコルを用いてこれらの燃料による危険性を測定したところ、複雑な実態が明らかになりました。代替状態は低木の高さと密度において高いスコアを記録しましたが、参照森林は、大量の浮遊する樹皮と低層の草の密度において高いスコアを記録したのです。

これらの違いが実際の火災の中でどのように現れるかを確認するため、チームは両方のタイプの森林から乾燥した葉と小枝のサンプルを取り、制御された実験室環境でテストを行いました。その結果、代替状態の燃料は驚くほど着火しにくいことが判明しました。風に流されてきた火の粉を模して、小さな燃える綿をサンプルに落としたところ、代替状態の燃料は参照状態の燃料よりも、火がつきにくく、燃焼速度が遅く、消費される質量も少なかったのです。これは、代替状態の低木の密に詰まった葉が、素早い着火を支えるための十分な空気の流れを許さないことを示唆しています。しかし、一度これらの密な低木の中で火が発生してしまうと、話は変わります。植生が高く、非常に密集しているため、炎ははるかに高く成長することができるのです。コンピュータ・シミュレーションにおいて、代替状態の火災はすべての気象条件下で著しく高い炎を生み出し、周囲の高い木々の頂上部に容易に届く高さに達することが示されました。

シミュレーションはまた、火がどれほど遠くまで跳ねるかについても、明確な違いを明らかにしました。参照森林では、ユーカリの木から放出される緩い樹皮が、火の粉の供給源として機能し、数百メートル先で新たな火災を引き起こす「スポットファイア（飛び火）」の原因となりました。一方、代替状態では樹皮が欠如しているため、これらの火の粉は事実上存在せず、火災は燃えている地面に留まり続けました。通常の条件下では、火が地面を移動する速度は両方の森林で似通っていましたが、最も極端で壊滅的な気象シナリオの下では、代替状態の火災の方がより速く広がりました。これは、代替状態の森林は着火こそ難しいものの、一度燃え始めると、密で高い燃料によって火が上昇し、大きなエネルギーと共に移動できるため、より激しく、より急速に拡大する可能性があることを示唆しています。

これらの知見は、変化しつつある景観における火災リスクについて、微妙な差異を描き出しています。代替状態は、あらゆる面で必ずしも危険というわけではありません。実際には、火の粉による着火の可能性は低く、地表の燃料の可燃性も低いのです。しかし、もし火が発生してしまえば、これら特有の森林構造によって、火はより激しく、より高い炎を上げて燃えることができ、それが周囲の森林にある高い木々に引火する可能性があります。これは、変化した植生が、激しい火災によって高い木々の回復を妨げるという、一種のフィードバック・ループを生み出します。本研究は、単に地上の燃料量を見るだけでは、火災の危険性を理解するには不十分であることを強調しています。燃料の形状や種類も同様に重要であり、これら代替的な景観には、管理や安全確保に対して異なるアプローチを必要とする、独特の「火災のシグネチャー（特徴）」が存在しているのです。