Groene scheuten die uit zwarte boomstammen komen, is een iconisch beeld in de dagen na bosbranden, dankzij het opmerkelijke vermogen van veel inheemse planten om zelfs de meest intense vlammen te overleven.

Maar de laatste jaren is de lengte, frequentie en intensiteit van Australische bosbrandseizoenen zijn toegenomen, en zal verder verslechteren onder klimaatverandering. Droogte en hittegolven zullen naar verwachting ook toenemen, en klimaatverandering kan ook de incidentie van uitbraken van plaaginsecten beïnvloeden, hoewel dit moeilijk te voorspellen is.

Hoe gaan onze ecosystemen om met deze combinatie van bedreigingen? In ons onlangs gepubliceerde artikel, we hebben gezocht om deze exacte vraag te beantwoorden - en het nieuws is niet goed.

We ontdekten dat, hoewel veel planten echt goed zijn in het weerstaan ​​van bepaalde soorten vuur, de combinatie van droogte, hittegolven en plaaginsecten kunnen in de toekomst veel aan vuur aangepaste planten naar de rand duwen. De verwoestende Black Summer branden gaven ons een voorproefje van deze toekomst.

Wat gebeurt er als branden vaker voorkomen?

Ash bossen zijn een van de meest iconische in Australië, de thuisbasis van enkele van de hoogste bloeiende planten op aarde. Wanneer er in deze bossen hevige brand uitbreekt, de volwassen bomen worden gedood en het bos regenereert volledig uit het zaad dat uit het dode bladerdak valt.

Deze teruggroeiende bomen, echter, produceren pas betrouwbaar zaad als ze 15 jaar oud zijn. Dit betekent dat als er in deze periode opnieuw brand ontstaat, de bomen zullen niet regenereren, en het essenbos zal instorten.

Dit zou ernstige gevolgen hebben voor de koolstof die in deze bomen is opgeslagen, en de habitat die deze bossen bieden aan dieren.

Zuidoost-Australië heeft sinds 2003 meerdere branden meegemaakt, wat betekent dat er een groot gebied met hergroeiende essenbossen in het landschap is, vooral in Victoria.

De Black Summer-bosbranden hebben delen van deze jonge bossen in brand gestoken, en bijna 10, 000 voetbalvelden van essenbos dreigden in te storten. Dankbaar, ongeveer de helft van dit gebied werd gewonnen door middel van een kunstmatig zaaiprogramma.

Wat gebeurt er als brandseizoenen langer worden?

Langere brandseizoenen betekenen dat er een grotere kans is dat soorten zullen branden in een tijd van het jaar die buiten de historische norm ligt. Dit kan verwoestende gevolgen hebben voor plantenpopulaties.

Bijvoorbeeld, buiten het seizoen branden, zoals in de winter, kan de rijping van de Woronora-baardheide vertragen in vergelijking met zomerbranden, vanwege hun seizoensgebonden vereisten voor het vrijgeven en ontkiemen van zaden. Dit betekent dat de soort langere brandvrije intervallen nodig heeft wanneer zich buiten het seizoen branden voordoen.

De iconische gymea-lelie, een na-brand bloeiende soort, is een andere plant die onder soortgelijke dreiging staat. Nieuw onderzoek toonde aan dat wanneer branden buiten de zomer ontstaan, de gymea-lelie bloeide niet zo veel en veranderde de zaadchemie.

Hoewel deze uitspruitende soort op korte termijn kan voortduren, consistente branden buiten het seizoen kunnen op lange termijn gevolgen hebben door de reproductie te verminderen en, daarom, grootte van de bevolking.

Wanneer droogte en hittegolven ernstiger worden

In de aanloop naar de Zwarte Zomerbranden, Oost-Australië beleefde het heetste en droogste jaar ooit. De droogte en de bijbehorende hittegolven veroorzaakten wijdverbreide afsterving van het bladerdak.

Extreme droogte en hitte kunnen planten direct doden. En deze toename van dode vegetatie kan de intensiteit van branden vergroten.

Een ander probleem is dat door het omgaan met droogte en hittestress, planten kunnen hun opgeslagen energiereserves uitputten, die van vitaal belang zijn voor het opnieuw uitlopen van nieuwe bladeren na brand. Uitputting van energiereserves kan resulteren in een fenomeen dat "resprouting exhaustion syndrome" wordt genoemd, waar aan vuur aangepaste planten niet langer de reserves hebben om na brand nieuwe bladeren te regenereren.

Daarom, brand kan de genadeslag zijn voor uitgroeiende planten die al lijden aan droogte en hittestress.

Droogte en hittegolven kunnen ook een groot probleem zijn voor zaden. Veel soorten zijn afhankelijk van door vuur veroorzaakte ontkieming van zaden om te overleven na brand, zoals vele soorten lellen, banksia's en enkele eucalyptusbomen.

Maar droogte en hittestress kunnen het aantal zaden dat vrijkomt verminderen, omdat ze de bloei en zaadontwikkeling beperken in de aanloop naar bosbranden, of trigger planten om zaden voortijdig vrij te geven.

Bijvoorbeeld, in Australische brandgevoelige ecosystemen, temperaturen tussen 40 en 100 zijn vereist om de kiemrust van zaden die in de grond zijn opgeslagen te doorbreken en kieming te veroorzaken. Maar tijdens hittegolven, bodemtemperaturen kunnen hoog genoeg zijn om deze temperatuurdrempels te doorbreken. Dit betekent dat zaden vóór het vuur kunnen vrijkomen, en ze zullen niet beschikbaar zijn om te ontkiemen nadat het vuur toeslaat.

Hittegolven kunnen ook de kwaliteit van zaden verminderen door hun DNA te vervormen. Dit zou het succes van zaadkieming na brand kunnen verminderen.

Hoe zit het met insecten? De groei van nieuw blad na brand of droogte is smakelijk voor insecten. Als uitbraken van plaaginsecten optreden na brand, ze kunnen alle bladeren van herstellende planten verwijderen. Deze extra stress kan planten over hun limiet duwen, met hun dood tot gevolg.

Dit fenomeen is vaker waargenomen bij eucalyptusbomen na droogte, waar herhaalde ontbladering (bladverlies) door plaaginsecten de afsterving van bomen veroorzaakte.

Wanneer bedreigingen zich opstapelen

We verwachten dat veel vegetatiegemeenschappen op korte termijn veerkrachtig zullen blijven, waaronder de meeste eucaliptsoorten.

Maar zelfs in deze veerkrachtige bossen, we verwachten enige veranderingen in de soorten die in bepaalde gebieden aanwezig zijn en veranderingen in de structuur van de vegetatie (zoals de grootte van bomen).

Naarmate de klimaatverandering vordert, veel brandgevoelige ecosystemen zullen hun historische grenzen overschrijden. Ons nieuwe onderzoek is nog maar het begin - hoe planten zullen reageren is nog zeer onzeker, en er is meer onderzoek nodig om de op elkaar inwerkende effecten van vuur te ontrafelen, droogte, hittegolven en plaaginsecten.

We moeten de CO2-uitstoot snel verminderen voordat we de grenzen van onze ecosystemen testen om te herstellen van brand.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.