Förmågan hos vissa västerländska barrskogar att återhämta sig efter en allvarlig brand kan bli alltmer begränsad när klimatet fortsätter att värmas, forskare från Smithsonian Conservation Biology Institute (SCBI) och Harvard Forest hittade i en ny studie som publicerades idag i Global förändringsbiologi . Även om de flesta av dessa konbärande vintergröna träd är väl anpassade för eld, studien undersöker om två sannolika aspekter av klimatförändringar – hetare, torrare förhållanden och större, tätare och allvarligare skogsbränder – kan potentiellt förvandla landskap från skogklädda till buskdominerade system.

Som en del av studien, som finansierades av National Science Foundation, forskare undersökte barrskogar i den rikt varierande Klamath-regionen i norra Kalifornien och sydvästra Oregon. Klamath-regionen är en botanisk hotspot, hem till 29 arter av barrträd och en svit av växtarter som inte finns någon annanstans på jorden.

Forskarna tog prov på platser som brann allvarligt i skogsbränder mellan 1987 och 2008. De fann att, efter brand, lövträd och buskar etablerade sig snabbt genom att antingen åter gro från överlevande rotsystem eller växa snabbt från frön som kvarstod i jorden. Dessa växter dominerade växtligheten åtminstone under de första decennierna efter brand. De flesta barrträd, å andra sidan, var långsamma att tävla, förlitar sig på etablering av nya plantor som bärs av träd i mindre allvarligt brända fläckar eller utanför brandens omkrets.

Som ett resultat, barrträden hade bara några år på sig att etablera innan de regenererande lövträden och buskarna blev täta nog att undertrycka dem. "Om de missar det fönstret är det mycket mindre chans till framgångsrik etablering och deras tillväxt kommer att gå långsammare, " säger studieförfattaren Kristina Anderson-Teixeira, en skogsekolog vid SCBI och Smithsonian Tropical Research Institute. Faktiskt, studien visade att ju längre intervallet var mellan branden och barrträdets etablering, desto långsammare växer trädet.

"Klamaths ekosystem är en viktig övergångszon som skiljer buskarna i Kaliforniens chaparral från Pacific Northwests tempererade regnskog, " säger Jonathan Thompson, en seniorekolog vid Harvard Forest och medförfattare till studien. "Vårt arbete tyder på att klimatförändringar kommer att driva chaparralen norrut på bekostnad av Klamaths befintliga barrskogar."

Eftersom de flesta barrträd är beroende av fröspridning från överlevande träd, större fläckar av höggradig brand kan sätta en växande del av landskapet i riskzonen för dålig föryngring av barrträd efter brand. Studien tyder på att denna trend kan vara ännu mer uttalad eftersom det under torrare förhållanden behövs mer rikliga frökällor för att stödja barrträdsplantor med tätheter som är tillräckliga för skogsåterhämtning. Dessutom, tidigare forskning av Thompson och andra tyder på att de unga, buskdominerad vegetation som utvecklas efter en allvarlig brand tenderar att brinna kraftigare i efterföljande bränder än äldre barrskogar, vilket betyder att en gång en allvarlig brand förvandlar en barrskog till ett buskdominerat system, den icke-skogsbevuxna växtligheten kunde förevigas nästan på obestämd tid genom en cykel av upprepad bränning.

"Vi ser klimatförändringar som påverkar systemet från två håll, " säger Thompson. "Först, det bromsar barrträdens tillväxt, hålla dem låga till marken och mer sårbara för framtida bränder under en längre tid. Andra, klimatförändringarna gör att bränderna blir vanligare. Detta fenomen, som forskare kallar "intervallsqueeze", ' hotar att förvandla denna och andra torra, brandbenägna skogar över hela världen."

Fortfarande, delar av landskapet kan vara relativt motståndskraftigt. Till exempel, barrträd kunde regenerera på blötare platser, även bland relativt stora fläckar av hög stränghet med få överlevande träd. "Klamath-regionen har stött barrträd i tusentals år, ", säger Thompson. "Vissa fläckar kommer säkert att överleva oavsett vilket klimat som kastar på dem."

Forskarna hoppas att dessa fynd kan bidra till att ge information som behövs för att prioritera förvaltningsinsatser. "Vår studie hjälper till att identifiera de platser som löper störst risk för skogsförlust, där förvaltare antingen kan rikta in sig på förvaltningen för att främja skogsåterhämtning efter brand, eller acceptera att vi kommer att se en viss grad av landskapsomvandling under de kommande decennierna och lära oss att uppfylla ekologiska mål under de nya klimat- och störningsregimerna, " säger Alan Tepley, en skogsekolog med SCBI och studiens huvudförfattare.

Dessa fynd skulle också kunna tillämpas i ett bredare sammanhang på andra skogsekosystem. "Det finns oro för mycket av västra USA och andra liknande landskap som under klimatförändringar, skogar kan vara mindre benägna att förnya sig, " säger Anderson-Teixeira. "Och det kan då minska skogstäcket i landskapet och resultera i stora förluster av kollagring." Enligt Anderson-Teixeira, Klamath-regionens öde beror delvis på samhälleliga koldioxidutsläpp, där ökade utsläpp leder till mer uppvärmning, vilket i slutändan kan resultera i mer skogsförluster.