Vele decennia van bosbrandpreventie en -bestrijding hebben in veel regio's van de Verenigde Staten geleid tot een dikke opeenhoping van organisch materiaal op de bosbodem. volgens een Penn State-onderzoeker, wiens nieuwe studie suggereert dat de eigenaardige manier waarop deze lagen branden, moet worden overwogen in plannen voor gecontroleerde brandwonden.

In zowel het oosten als het westen van de V.S. een van de gevolgen van het zo lang vermijden van branden in aan brand aangepaste dennenbossen is de vorming van "duff" op de bosbodem - een diepe, dichte laag gedeeltelijk ontbonden dennennaalden - die zich anders niet zouden ophopen bij een frequent vuurregime, legde Jesse Kreye uit, assistent-onderzoeksprofessor vuur en beheer van natuurlijke hulpbronnen aan het College of Agricultural Sciences.

Dat ophoping van organisch afval de inspanningen om voorgeschreven vuur als bosbeheerinstrument te gebruiken, kan bemoeilijken, hij legde uit, en deze opeenhoping van duff, bijzonder uitgesproken aan de voet van dennen, is problematisch als er een natuurbrand is.

"Als deze bossen onder droge omstandigheden afbranden, het langdurige smeulen dat optreedt in deze dichte duff - lang nadat de 'vlammen' zijn gedoofd - resulteert in een aanzienlijke warmteoverdracht naar zowel de boom als de grond, "Zei Kreye. "Dat kan leiden tot sterfte van grote, oudere dennen en mogelijke ecologische gevolgen ondergronds."

Het herstellen van vuur in deze ecosystemen met gecontroleerde brandwonden vereist specifieke brandvoorschriften die het smeulen van duff, merkte Kreye op. Dit wordt voornamelijk gedaan, hij zei, door verbranding onder een reeks van duff-vochtigheden die kan resulteren in enig verbruik van duff, maar niet genoeg om aanzienlijke schade te veroorzaken.

"Herhaalde verbrandingen onder deze omstandigheden kunnen de kale grond langzaam herstellen door elke keer wat duff te consumeren. Die gedoseerde aanpak is belangrijk voor de regeneratie van dennen en voor kruidachtige planten die afwezig zijn geweest als gevolg van branduitsluiting, ' zei Kreye.

Dit duff-gevaar is een groot probleem in het zuiden in ecosystemen van langbladige dennen die zeer goed zijn aangepast aan frequente brand, merkte Kreye op. Langbladige dennenbossen hebben van nature een van de meest voorkomende brandregimes van alle bosecosystemen, branden gemiddeld om de drie tot vijf jaar. Maar het fenomeen is niet beperkt tot het zuidoosten van de VS, Krye stelt.

"Dit is ook een probleem in veel westerse dennenbossen, met name ponderosa-dennenbossen die zich over een groot deel van de westelijke VS uitstrekken, " zei hij. "Dit is ook een waarschijnlijk probleem in dennenbossen in het oosten die afhankelijk waren van regelmatige verbranding, zoals rode den, pitch pine en shortleaf grenen."

Voorgeschreven vuur wordt vaak gebruikt in bossen in het zuidoosten van de VS en wordt op grotere schaal toegepast in brandgevoelige ecosystemen elders. Onderzoek naar directe effecten van verbranding heeft zich gericht op bovengrondse effecten op planten met minder aandacht voor ondergrondse effecten, zei Kreye. Deze studie, onlangs gepubliceerd in Forest Science, is een van de eersten die naar ondergrondse effecten van bosbranden kijkt.

Onderzoekers gebruikten sondes die aan thermometers waren bevestigd om de bodemwarmte te meten op bemonsteringslocaties na gecontroleerde branden in de buurt van de basis van volwassen bomen in een ecosysteem van langbladige dennen en een sandhill-ecosysteem van langbladige dennen. beide in het noorden van Florida. Ze ontdekten dat de bodemverwarming minimaal was op vaak verbrande locaties. Waar vuur al tientallen jaren was uitgesloten, echter, ze ontdekten substantiële bodemverwarming die gedurende aanzienlijke tijd aanhield.

Langdurige verwarming was het meest prominent waar de opgehoopte duff van de bosbodem het diepst was, vooral aan de voet van volwassen dennen op lang onverbrande plaatsen. Temperaturen die potentieel dodelijk zijn voor plantenweefsels - op of boven 140 graden Fahrenheit - werden gedurende enkele uren tot 4 inch in de buurt van dennen in flatwood-locaties aangehouden. Aanhoudende temperaturen op of boven 500 F - wanneer effecten op bodemvoedingsstoffen kunnen optreden - werden tot 35 minuten waargenomen op bodemoppervlakken.

Ook betrokken bij het onderzoek waren J. Morgan Varner, Amerikaanse boswachterij, Onderzoeksstation Tall Timbers, Tallahassee, Florida; en Leda Kobziar, Universiteit van Idaho.

Het onderzoek werd ondersteund door het Joint Fire Science Program, een initiatief dat gezamenlijk wordt gefinancierd door het ministerie van Binnenlandse Zaken en de US Forest Service.