2011 års Las Conchas megabrand i New Mexico brände mer än 150, 000 hektar och hotade Los Alamos National Laboratory. Kredit:Brian Klieson.
Eld och vatten. Tidlös, motstridiga krafter, de är faktiskt sammanlänkade på kraftfulla sätt som kan ha stor inverkan på samhällen och ekosystem.
2011 års Las Conchas megabrand i New Mexico brände mer än 150, 000 hektar och hotade Los Alamos National Laboratory. Nu, använda data från branden, forskare vid Los Alamos har skapat en experimentell modell som hjälper oss att bättre förstå samspelet mellan eld och vatten i jorden.
Adam Atchley, en forskare vid Los Alamos National Laboratory, och hans team satte igång med ett mål:att utvärdera hur jordens vattenbalans förändras före och efter en brand, beroende på brännskadornas svårighetsgrad.
De designade en experimentell modell för att simulera effekterna av en löpeld på vattenbalansen på en bränd plats. Modellen använde faktiska platstillståndsmätningar i Las Conchas brandregion. Dessa mätningar gjordes flera år före branden av Bandelier Fire Ecology Field Team. Modellen inkluderade också data om brännskador från skogsbranden.
De fann att skogsbränder med låg till måttlig svårighet resulterar i blötare jord.
Vatten lämnar jorden på flera sätt. Vatten kan röra sig genom växter, flyr ut som ånga genom porerna i löven. Detta kallas evapotranspiration. När växtlighet bränns, evapotranspiration reduceras vanligtvis tills växterna växer ut igen. Som ett resultat, mindre vatten dras ur jorden. Det förblir blötare.
Santa Fe National Forest strax efter Las Conchas-branden 2011 brann genom området med hög intensitet. Det resulterade i total träddödlighet och avlägsnande av allt organiskt material och vegetation på ytan. Kredit:Laura Trader.
Ytavrinning är ett annat sätt för vattenrörelser. En skogsbrand kan göra jorden mer sårbar för denna fuktförlust. Eld tar bort de absorberande lagren av nedfallna och ruttnande växtmaterial på skogsbotten. Dessa lager, kallas skräp och duff, kan lagra mer fukt än vad jorden kan. Utan dessa lager, kraftigt regn kan ge mer vatten än vad marken kan absorbera. Detta bidrar till ytavrinning.
"Det är välkänt att brandstörningar kan ha en stark effekt på hur vatten interagerar med land, ", sade Atchley. "Eld ökar ofta dramatiskt flashiga avrinningssvar på stormar efter brandstörningen. Men det minskar också evapotranspiration. Det som inte förstås väl, och är svår att mäta, är hur dessa två konkurrerande processer förändrar platsens vattenbalans, eller hur blöt eller torr en brännplats kommer att vara efter branden. En ökning av avrinningen skulle göra platsen torrare totalt sett medan en minskning av evapotranspirationen kommer att hålla vattnet kvar på platsen och göra det blötare, sa Atchley.
Den experimentella modellen identifierade en viktig tipppunkt. På brännplatser med hög svårighetsgrad, ökad avrinning uppväger effekten av minskad evapotranspiration. Vattenavrinningen är större än vattnet som hålls kvar, lämnar jämförelsevis torrare jordar efter branden.
Allt är en fråga om svårighetsgrad. "Det vi hittade, "Atchley sa, "är att brännplatser i allmänhet kommer att bli blötare eftersom förändringen i evapotranspiration är större än förändringen i avrinning. vid allvarliga brännskador, platsen kan bli torrare eftersom förändringen i avrinning kort efter branden blir större än förändringen i evapotranspiration."
De mark- och vegetationsförhållanden som påverkar fukten efter en skogsbrand kommer också att förändras över tiden. För första platsåtervinning och vattenförvaltningsplanering efter en skogsbrand, dessa fynd har viktiga konsekvenser.
Bandelier Fire Ecology Program-personal samlar in bränsledata på en tidigare bränd tomt i Bandelier National Monument. Kredit:Bandelier Fire Ecology Program.
