Människor har länge använt planerade bränder som ett verktyg för att öppna upp tillgången till jaktmarker, för att uppmuntra tillväxt av nya växter, och att odla växter för matlagning, uppvärmning och andliga syften.

Tanken på att använda bränder som verktyg används allt mer i form av kontrollerad eldning där vegetation och undervegetation bränns för att minska risken och svårigheten för skogsbränder nära befolkade områden.

Men det som lätt glöms bort är att skogsbränder är naturfenomen som skapar unika livsmiljöer som är avgörande för olika växter och djur att trivas i. Det skapar ett allt svårare problem, inte minst för att klimatförändringarna kommer att öka frekvensen och svårighetsgraden av bränder. Hur balanserar vi människors säkerhet samtidigt som vi skyddar och uppmuntrar biologisk mångfald i brandutsatta områden?

Och hur balanserar vi behoven hos de arter som är beroende av bränder för att skapa unika livsmiljöer och de vars livsmiljöer riskerar att gå förlorade i brand?

Forskare vid ARC Center of Excellence for Environmental Decisions vid University of Melbourne använder nu sin omfattande kunskap om "pyrodiversitet" - vetenskapen om hur olika bränder påverkar livsmiljöer - i projekt för att förutsäga hur brand och skogsförvaltning påverkar vilda djur över hela världen. Det innebär att modellera olika arters reaktioner på olika bränder för att bestämma den bästa "blandningen" av brandhistorier för att stödja alla olika arter i ett givet brandbenäget område.

"Det som är nytt och spännande inom forskning om brand och biologisk mångfald är att vi börjar lära oss tillräckligt mycket om hur växter och djur reagerar på eld för att informera om beslutsfattande på marken, " säger Dr Luke Kelly, projektets forskningsledare och en ekolog vid University of Melbourne.

"Vi kan hjälpa chefer att bestämma när och var de ska brinna, eller när man ska tända eller dämpa bränder, att möta behoven hos olika arter som människor bryr sig om."

Nyckeln till att skydda och uppmuntra mångfalden av flora och fauna är att säkerställa en lämplig blandning av brandtyper när det gäller deras frekvens, svårighetsgrad och storlek, han säger. Det betyder att vissa fläckar av mark kommer att kräva mindre, eller mindre frekventa bränder medan andra till och med kan behöva större eller mer frekventa bränder.

"Nu, mer än någonsin, en förståelse för djurs och växters reaktioner på brand bör användas för att fastställa brandhanteringsmål och åtgärder, " säger Dr Kelly. "Det vill säga, sammanhangsfrågor och brandregimer måste skräddarsys för att passa särskilda arter och ekosystem."

Dessa nya verktyg och tillvägagångssätt används redan över stora delar av Victoria – en av världens farligaste skogsbrandszoner – inklusive Murray Sunset National Park i statens nordväst.

Dr Kelly säger att brandbalanseringen kompliceras ytterligare av klimatförändringar och stigande temperaturer som förändrar ekosystem och livsmiljöer.

Klimatkomplikation

Till exempel, skriver i senaste numret av Vetenskap tidskrift, Dr Kelly och medforskaren Dr Lluis Broton från Forest Sciences Center of Catalonia skriver att chefer måste förstå och redogöra för olika växters livshistoria när de planerar frekvensen av planerad förbränning. De noterar att även om vissa växter bara kan ha en kort tidsperiod mellan sin mognad till när de börjar dö, andra har mycket längre tidsramar. En varmare, torrare klimat förändrar utbudet av brandintervall som gör att växter kan bestå.

De påpekar också att även om eld för vissa arter är viktig för att främja mångfald, för andra är det ett hot. En ny stor studie av barrskogar i Yosemite National Park i Kalifornien fann att de olika skogshabitat som skapats av olika eldmönster stödde större mångfald av fågelarter. Men de varnar för att sannolikheten för sådana varierande bränder har minskat genom brandsläckning under de senaste hundra åren.

På samma gång, de påpekar att forskning i Australiens halvtorra eukalyptskogar fann att bränder inte nödvändigtvis uppmuntrade mångfald. "Detta berodde på att lång oförbränd vegetation gav en oproportionerligt viktig livsmiljö."

"Forskning om branddriven variation har visat sig vara värdefull för att utveckla nya, teoribaserade metoder för att bestämma brandmönster som stöder biologisk mångfald, " skriver Dr Kelly och Dr Brotons.

"Identifiera lämpliga gränser för andra egenskaper hos bränder, såsom svårighetsgrad och lappstorlek, är i sin linda. (Men) vi kan börja definiera önskvärda variationsintervall för flera egenskaper hos bränder, skräddarsydda för att stödja särskilda ekosystem och arter."

Och de skriver att det förflutna informerar om framtiden, noterar att vissa forskare nu använder kunskapen och metoderna som används av ursprungsbefolkningen i Australien för att bättre hantera den biologiska mångfalden.

"Forskning i öknarna i västra Australien ger insikter i hur aboriginernas jaktbränder stödjer samexistensen av flera arter genom att generera variation i storleken på, och avståndet mellan, oförbrända fläckar."

De påpekar att på platser som Arnhem Land, norra Australien, Forskare och markägare från ursprungsbefolkningen implementerar tillsammans traditionella ojämna brännskador genom att använda eldsvådor som tappas från flygplan eller helikoptrar. "Sådana partnerskap förbättrar den biologiska mångfalden och minskar utsläppen av växthusgaser över stora områden."