Dessa dagar, rökfylld sommarhimmel och skumröda solnedgångar är en vanlig förekomst i Kanada och USA. Mycket av den röken kommer från stora norra skogsbränder.

Vi har arbetat med konsekvenserna av ökande boreala skogsbränder sedan 2004, när ett stort stråk (2,6 miljoner hektar) boreal skog brann i Alaska och Yukon. Det verkade, just då, som ett ovanligt stort eldår. Sedan dess, vi har sett rekordbrandaktivitet uppstå flera gånger i norra Nordamerika.

Ökande brandaktivitet i den boreala skogen överensstämmer med förväntade åtgärder på klimatförändringar. Detta innebär att enskilda skogar sannolikt kommer att brinna oftare än de har gjort under de senaste hundratals, till och med tusentals, av år. Vår forskning om skogens reaktioner på stora bränder visar att en ökande brandfrekvens leder till en uppsättning förändringar som kan väsentligt förändra den boreala skogen som vi känner den.

Effekter av oftare brand

Boreala skogar har fungerat som kolsänkor - de tar bort koldioxid från atmosfären och lagrar den i biologiska material - i årtusenden. Men vår senaste studie av bränderna 2014 i nordvästra territorierna visar att vissa delar av den boreala skogen håller på att bli källor till atmosfäriskt kol, kan bidra till växthuseffekten.

Nya uppskattningar tyder på att boreala skogar lagrar mer kol än vad som för närvarande finns i atmosfären, med det mesta av det kolet som finns i jord. Dessa pooler av gammalt jordkol finns i djupare jordlager och tenderar att förbli våta. Historiskt sett detta har hindrat dem från att brinna.

Dock, vårt arbete i nordvästra territorierna visar att när unga skogar (mindre än 60 år gamla) brinner, detta gamla kol - lagrat i tidigare brandcykler - är närmare ytan, vilket gör det ungefär fem gånger större risk att brinna. Ökande brandfrekvens gör därmed boreala skogar mer benägna att släppa ut lagrat äldre kol till atmosfären.

Frekvent bränning påverkar också trädets förnyelse efter brand, byta trädslag som dominerar skogstaket och eventuellt flytta några skogstillstånd till tundra eller öppna skogsmarker. Vårt arbete med skogsåterhämtning efter de stora brandåren 2004-05 i Alaska och Yukon visar att svart gran, det vanligaste trädet i Nordamerikas boreala skog, förlorar snabbt sin fördel på hemmaplan när bränder blir för frekventa.

Svart gran är det typiska långsamt växande norra trädet. Den producerar inte sin första frögröda förrän den är cirka 25 år gammal och den behöver 50-80 år för att nå full reproduktiv mognad.

Normalt förnyas dessa granar väl efter brand. De har förmågan att "banka" frön för framtiden genom att försegla dem i kottar. Dessa kottar öppnas med eld och sprider många hundra frön på landskapet.

Dock, när svarta granskogar brinner i tidig ålder, en säker kotte har ännu inte utvecklats och frånvaron av frön minskar granens framgångar. I fjärran norra, upprepade bränder i svarta granskogar kan orsaka övergång från skog till tundra. I varmare delar av den boreala skogen, granskogar ersätts med lövträd som björk och asp.

Förlorar arv

När äldre kolförbränningar och svartgranförnyelse misslyckas, en av de boreala skogens viktigaste ekosystemtjänster, långsiktig lagring av atmosfäriskt kol, äventyras.

Förutom att lagra kol, den boreala skogen ger en kritisk livsmiljö för vilda djur som karibou som livnär sig på lavar i mogna barrträd. Stora flockar av karrig karibou som övervintrar i den boreala skogen har varit en traditionell matkälla för nordliga människor i årtusenden.

Ökningar av eld som stör barrskogar och deras lavar kommer sannolikt att ha negativa effekter på karibopopulationer och människor som är beroende av dem. Och när en gång skiftar från svarta granskogar till asp eller tundra inträffar, dessa skogar går långsamt tillbaka till historiska förhållanden, eftersom de ingredienser som är nödvändiga för att återskapa de ursprungliga skogarna nu saknas:äldre kolfröbäddar och en källa till svart granfrö.

Effekterna som orsakas av en förändrad brandfrekvens kan ske snabbt - förlust av äldre kol och förändringar i trädslag utlöses av enstaka brandhändelser - och kommer sannolikt att fördärva andra effekter av klimatförändringar på boreala skogar, som torkstress eller stimulering av växttillväxt med en varmare, kolrik atmosfär.

Förändringar av boreala skogar och deras ekosystemtjänster kommer att påverka lokalbefolkningens livsstil och försörjning, samt påverka vår planets framtida klimatbana. När klimatförändringarna intensifieras och brandfrekvensen fortsätter att öka kommer vi sannolikt att se ett större område av boreala skogar som skiftar från kolsänkor till kolkällor och stora nedgångar i gamla tillväxtträd i slutet av 2000 -talet.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.