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

Vuur is een fundamentele kracht in het Australische landschap, die de bossen vormt zoals de bossen de brand vormen. In veel ecosystemen hebben planten specifieke eigenschappen ontwikkeld om te overleven en zelfs te afhankelijk te zijn van regelmatige branden, zoals zaden die alleen ontkiemen na blootstelling aan hitte of bomen die kunnen herstellen vanuit hun stam na een brand. Deze relatie houdt het bos gewoonlijk in een stabiele conditie, waarbij het na een brand terugkeert naar een vertrouwde staat. Echter, wanneer branden te frequent voorkomen, kunnen ze deze veerkrachtige systemen voorbij hun breekpunt duwen. In plaats van te herstellen als een hoog bos, kan het landschap verschuiven naar een compleet andere, persistente staat die wordt gedomineerd door lage, dichte struiken en kleine bomen. Dit fenomeen, bekend als een alternatieve ecosysteemstaat, komt steeds vaker voor naarmate de brandseizoenen langer en intenser worden. De kritische vraag voor landbeheerders en wetenschappers is of deze nieuwe, met struiken gevulde landschappen anders reageren wanneer ze branden. Ontvangen ze gemakkelijker vlam, verspreiden ze zich sneller, of branden ze met minder intensiteit? Het begrijpen van deze verschillen is essentieel voor het voorspellen van hoe toekomstige branden zich over het platteland zullen bewegen en voor het beheren van de veiligheid van gemeenschappen die nabij deze bossen leven.

Onderzoekers zetten zich in om deze vragen te beantwoorden door een specifiek gebied in Zuidoost-Australië te bestuderen, binnen het Wilsons Promontory National Park. Hier vernietigden een reeks intense branden in het midden van de twintigste eeuw de hoge eucalyptusbomen in bepaalde percelen, waardoor deze niet meer konden terugkeren. Door de decennia heen zijn deze gebieden getransformeerd tot dichte struweel van kleinere struiken en bomen, terwijl nabijgelegen bossen met vergelijkbare bodem en klimaat de hoge eucalyptus canopy behielden. Het team vergeleken deze twee verschillende omgevingen: de "referentie"-bossen die nog steeds de hoge bomen bezaten, en de "alternatieve" staten waar de hoge bomen verdwenen waren. Ze gokten niet alleen naar hoe deze bossen zouden branden; ze maten de fysieke brandstof op de grond, testten in een laboratorium hoe gemakkelijk die brandstof vlam vatte, en gebruikten computermodellen om te simuleren hoe een brand zich over het landschap zou gedragen onder verschillende weersomstandigheden, van milde gecontroleerde branden tot extreme wildfire-dagen.

De fysieke structuur van de twee soorten bossen bleek behoorlijk verschillend te zijn. In de alternatieve staten was de grond bedekt met een dikke laag fijne bladeren en takjes, vergelijkbaar met de referentiebossen, maar de vegetatie boven de grond was een dichte, hoge muur van struiken die bijna vijf meter hoog werd. In tegenstelling hiermee hadden de referentiebossen een opener ondergroei met een hoge canopy van eucalyptusbomen daarboven. Cruciaal was dat de referentiebossen bedekt waren met losse, vezelige schors van de eucalyptusbomen, die kan afbladderen en door de lucht kan vliegen als vonken, terwijl de alternatieve staten bijna geen schors bezaten. Toen de onderzoekers het gevaar van deze brandstoffen maten met standaard veldprotocollen, kwamen ze tot een complex beeld. De alternatieve staten scoorden hoger op de hoogte en dichtheid van de struiken, maar de referentiebossen scoorden hoger op de hoeveelheid losse schors en de dichtheid van de laagliggende grassen.

Om te zien hoe deze verschillen zich in een echte brand zouden manifesteren, namen het team monsters van de droge bladeren en takjes van de grond in beide typen bossen en testte deze in een gecontroleerde laboratoriumsetting. Ze ontdekten dat de brandstof uit de alternatieve staten verrassend moeilijk aan te steken was. Wanneer een klein, brandend stukje katoen op de monsters werd gedropt om een door de wind meegevoerde gloeiende deeltje na te bootsen, was de brandstof uit de alternatieve bossen minder geneigd om vlam te vatten, brandde het langzamer en verbruikte het minder van zijn eigen massa dan de brandstof uit de referentiebossen. Dit suggereert dat de dichte, nauw opeengepakte bladeren van de struiken in de alternatieve staten niet genoeg lucht doorlaten om een snelle, gemakkelijke ontsteking te ondersteiden. Echter, zodra een vuur in deze dichte struiken toch eenmaal is begonnen, verandert het verhaal. Omdat de vegetatie hoog en zo dicht opeengepakt is, kunnen de vlammen veel hoger groeien. In de computersimulaties produceerden branden in de alternatieve staten aanzienlijk hogere vlammen onder alle weersomstandigheden, met hoogtes die gemakkelijk de toppen van nabijgelegen hoge bomen konden bereiken.

De simulaties onthulden ook een scherp verschil in hoe ver een vuur kon springen. In de referentiebossen fungeerde de losse schors van de eucalyptusbomen als een bron van rondvliegende vonken, waardoor de brand vooruit kon springen (spotting) en honderden meters verderop nieuwe branden kon veroorzaken. In de alternatieve staten betekende het gebrek aan schors dat deze rondvliegende vonken vrijwel niet bestonden, waardoor de brand beperkt bleef tot de grond waarop hij brandde. De snelheid waarmee het vuur zich over de grond bewoog, was onder normale omstandigheden vergelijkbaar in beide bossen, maar onder de meest extreme, catastrofale weerscenario's verspreidde de brand in de alternatieve staten zich sneller. Dit suggereert dat hoewel de alternatieve bossen moeilijker te ontsteken zijn, ze, zodra ze eenmaal branden, intenser kunnen branden en sneller kunnen verspreiden tijdens zwaar weer, grotendeels omdat de dichte, hoge brandstof het vuur toestaat om te klimmen en met grote energie te bewegen.

Deze bevindingen schetsen een genuanceerd beeld van het brandrisico in deze veranderende landschappen. De alternatieve staten zijn niet noodzakelijkerwijs gevaarlijker in elke opzicht; ze zijn eigenlijk minder waarschijnlijk dat ze worden ontstoken door rondvliegende vonken en hun brandstof op de grond is minder brandbaar. Echter, als er eenmaal een vuur is ontstaan, zorgt de unieke structuur van deze bossen ervoor dat het met een grotere intensiteit brandt en hogere vlammen produceert, wat vervolgens de hoge bomen in de omliggende bossen kan ontsteken. Dit creëert een feedbackloop waarbij de veranderde vegetatie het moeilijker maakt voor het bos om in zijn oorspronkelijke staat terug te keren, aangezien de intense branden die het produceert de groei van de hoge bomen verhinderen. Het onderzoek benadrukt dat het simpelweg kijken naar hoeveel brandstof er op de grond ligt, niet voldoende is om het brandgevaar te begrijpen; de vorm en het type van die brandstof doen er net zo toe, wat een unieke brandhandtekening creëert voor deze alternatieve landschappen die een andere aanpak vereist voor beheer en veiligheid.