화재생태학

Fire ecology
샌버나디노 산맥의 오래된 불태우기 (국제우주정거장에서 촬영한 사진)

화재 생태학은 자연 생태계에 대한 화재의 영향을 연구하는 과학 학문입니다.많은 생태계들, 특히 대초원, 사바나, 차파랄 그리고 침엽수림은 서식지 [1]활력과 재생에 필수적인 기여자로서 불과 함께 진화해왔습니다.화재의 영향을 받는 환경에 있는 많은 식물 종들은 발아, 확립, 또는 번식을 위해 불을 사용합니다.산불진압은 이 종들뿐만 아니라 [2]그 종들에 의존하는 동물들도 위험에 빠뜨립니다.

미국의 산불 진압 캠페인은 역사적으로 산불이 자연에 해롭다고 믿는 여론을 형성해 왔습니다.그러나 생태학적 연구는 불이 많은 자연 서식지의 기능과 생물 다양성에 필수적인 요소이며, 이러한 공동체 내의 유기체들이 자연 산불을 견디고 심지어 이용하는 데 적응했다는 것을 보여주었습니다.일반적으로, 화재는 이제 홍수, 폭풍, 산사태와 유사한 '자연 교란'으로 여겨지는데, 이는 종의 진화를 주도하고 [3]생태계의 특성을 통제해 왔습니다.

화재 진압은 인간이 야기한 다른 환경 변화와 함께 자연 생태계에 예기치 못한 결과를 초래했을 수 있습니다.미국의 일부 대형 산불은 수년간의 화재 진압과 기후 변화뿐만 아니라 화재에 [4]적응한 생태계로의 사람들의 지속적인 확대에 책임이 있습니다.토지 관리자들은 자연적인 화재 체제를 복구하는 방법에 대해 어려운 문제에 직면해 있지만, 산불이 타오르게 하는 것은 많은 [5]상황에서 가장 비용이 적게 들고 가장 효과적인 방법일 것입니다.

역사

불은 세계의 초목을 형성하는데 중요한 역할을 했습니다.광합성의 생물학적 과정은 대략 3억 5천만 년 전 데본기 동안 연소에 필요한 대기 산소를 농축하기 시작했습니다.그 후, 대략 1억2천5백만년 전에, 불이 육지 식물의 서식지에 영향을 미치기 시작했습니다.

20세기에 생태학자 Charles Cooper는 생태계 과정으로서 불에 대한 간청을 했습니다.

화재구성품

Panoramic photo series of succession in Florida pine woodland
플로리다 팬서 NWR의 한 포토 포인트에서 찍은 사진들의 조합.이 사진들은 파노라마처럼 촬영되어 있으며 모니터링 지점에서 360도 시야를 확보하고 있습니다.이 사진들은 연소 전부터 연소 후 2년까지 다양합니다.

화재 체제는 화재의 특성과 특정 [6]생태계와 어떻게 상호작용하는지를 설명합니다.그것의 "심각성"은 생태학자들이 불이 생태계에 미치는 영향을 언급할 때 사용하는 용어입니다.일반적으로 화상 면적 추정치, 심각도 및 [7]지역과 관련된 화재 위험을 감지할 수 있는 원격 감지와 같은 도구를 사용하여 연구합니다.생태학자들은 이것을 여러 가지 방법으로 정의할 수 있지만, 한 가지 방법은 식물의 사망률을 추정하는 것입니다.

화재는 3개의 고도에서 발생할 수 있습니다.지상 화재는 유기물이 풍부한 토양을 통해 타오를 것입니다.지표면 화재는 지상에서 살아있는 식물 물질과 죽은 식물 물질을 통해 타오를 것입니다.관목과 나무 꼭대기에 관목불이 타오를 것입니다.생태계는 일반적으로 세 [8]가지가 모두 혼합되어 있습니다.

건기에는 화재가 자주 발생하지만 일부 지역에서는 낙뢰가 만연한 시기에도 산불이 자주 발생합니다.특정 위치에서 화재가 발생하는 기간의 빈도는 특정 생태계에서 산불이 얼마나 흔하게 발생하는지를 나타내는 척도입니다.지정된 현장에서 화재가 발생하는 평균 간격 또는 동일한 지정된 [8]지역에서 화재가 발생하는 평균 간격으로 정의됩니다.

방화선 단위 길이(kWm−1)당 방출되는 에너지로 정의되며, 산불 강도는 다음과 같이 추정될 수 있습니다.

  • 의 산물
    • 선형 퍼짐 속도(ms−1),
    • 저연소열(kJ−1 kg),
    • 단위 면적당 연소 연료 질량,
  • 아니면 불꽃의 [9]길이로 추정할 수 있습니다.
2003년 호주 동부 빅토리아주 고산 산불 당시 불에 탄 방사능 소나무 농장

항생제 반응

화재는 가열과 연소 과정을 통해 토양에 영향을 미칠 수 있습니다.연소 과정에서 토양의 온도에 따라, 더 낮은 온도 범위에서 물의 증발에서부터 토양 유기물의 연소, [10]숯과 같은 열생성 유기물의 형성까지 다양한 효과가 발생할 것입니다.

화재는 산화, 휘발, 침식, 물에 의한 침출 등 다양한 메커니즘을 통해 토양 영양의 변화를 야기할 수 있지만, 영양의 상당한 손실이 발생하기 위해서는 보통 고온이어야 합니다.그러나,[11] 토양에서 생물학적으로 이용 가능한 영양소의 양은 분해에 의해 영양소가 천천히 방출되는 것에 비해, 발생하는 재 때문에 보통 증가합니다.암석의 분출(또는 열박리)은 암석의 풍화와 잠재적으로 일부 영양소의 방출을 가속화합니다.

화재 후 토양의 pH 상승은 일반적으로 관찰되는데,[10] 탄산칼슘의 형성으로 인한 것으로 보이며, 온도가 더 높아지면 탄산칼슘이 산화칼슘으로 분해됩니다.그것은 또한 일시적으로 토양의 pH를 상승시키는 재로 인해 토양 내 양이온 함량이 증가하기 때문일 수 있습니다.토양의 가열과 토양의 영양분 함량 증가로 인해 토양의 미생물 활동 또한 증가할 수 있지만,[11][12] 연구들은 또한 화재 후 토양의 최상층에서 미생물의 완전한 손실을 발견했습니다.전반적으로 토양은 산성 연소로 인해 화재 이후 더 기본적인 것(pH가 높음)이 됩니다.불은 고온에서 새로운 화학반응을 일으켜 점토 함량과 토양의 공극률에 영향을 미쳐 토양의 질감과 구조까지 바꿀 수 있습니다.

화재에 따른 식생 제거는 토양 표면의 일사량 증가로 인해 낮 동안 토양의 온도가 상승하고 밤에는 복사열 손실로 인해 냉각이 증가하는 등 토양에 여러 가지 영향을 미칠 수 있습니다.비를 막을 식물 물질이 적어지면 토양 표면에 더 많은 양이 도달할 수 있고, 물을 흡수할 식물이 적어지면 토양 속 수분 함량이 증가할 수 있습니다.그러나 재는 건조할 때 발수성이 있을 수 있으므로 수분 함량과 가용성이 실제로 [13]증가하지 않을 수 있습니다.

생물학적 반응 및 적응

이 섹션은 화재 각색에서 발췌한 것입니다.[편집]
Two photographs of the same section of a pine forest; both show blackened bark at least halfway up the trees. The first picture is noticeably lacking in surface vegetation, while the second shows small, green grasses on the forest floor.
에스토니아 라헤마아 국립공원 하라보그 옆 해안가 소나무 숲에서 발생한 산불 이후의 생태 계승 모습.이 사진들은 화재 1년 후와 2년 후에 찍힌 것입니다.

화재 적응은 들불에서 살아남거나 들불에 의해 만들어진 자원을 사용할 수 있도록 도와주는 동식물의 특성입니다.이러한 특성은 식물과 동물이 화재 동안 생존율을 높이고 화재 후 자손을 번식시키는 데 도움을 줄 수 있습니다.식물과 동물 모두 화재 후 생존과 번식을 위한 다양한 전략을 가지고 있습니다.산불에 취약한 생태계의 식물들은 종종 지역의 화재 지역에 적응하여 살아 남습니다.이러한 적응에는 열에 대한 물리적 보호, 화재 발생 후 성장 증가, 화재를 조장하고 경쟁을 없앨 수 있는 인화성 물질 등이 포함됩니다.

예를 들어, 유칼립투스 속의 식물들은 불과 딱딱한 공막엽이 더위와 가뭄에 견디도록 격려하는 가연성 기름을 함유하고 있어, 불에 덜 견디는 [14][15]종들에 대한 지배력을 보장합니다.나무껍질의 밀도가 높고, 가지가 더 낮게 깔리며, 외부 구조물의 높은 수분 함량 또한 상승하는 [16]온도로부터 나무를 보호할 수 있습니다.불이 난 후에 싹이 트는 불에 잘 타지 않는 씨앗과 예비 새싹은 개척종에 의해 구현된 것처럼 종 보존을 촉진합니다.연기, 그을린 나무,[17] 그리고 열은 세로티니라고 불리는 과정에서 씨앗의 발아를 자극할 수 있습니다.타는 식물에서 나오는 연기에 노출되면 오렌지 [18]부테놀라이드의 생성을 유도함으로써 다른 종류의 식물에서 발아를 촉진합니다.

식물

산장대소나무뿔

식물들은 불에 대처하기 위해 많은 적응을 해왔습니다.이러한 적응 중 가장 잘 알려진 것 중 하나는 성숙과 씨앗의 방출이 전체적으로 또는 부분적으로 불이나 연기에 의해 촉발되는 파이어리시스(piriscence)일 가능성이 있습니다. 이 행동은 종종 세로티니(serotiny)라고 잘못 불리지만, 이 용어는 실제로 어떤 자극에 의해 활성화되는 훨씬 더 넓은 씨앗 방출 범주를 나타냅니다.모든 화생 식물은 장액 식물이지만 모든 장액 식물이 장액 식물인 것은 아닙니다. (일부는 장액 식물, 다액 식물, 다액 식물 또는 이들의 조합입니다.)반면에, 방아쇠에 의해 활성화된 씨앗의 발아는 열창과 혼동되지 않습니다; 그것은 생리적 휴면으로 알려져 있습니다.

예를 들어, 남부 캘리포니아의 차파랄 공동체에서는, 어떤 식물들은 강렬한 [19]화재를 부추기는 가연성 기름으로 덮인 잎들을 가지고 있습니다.이 열로 인해 불에 의해 활성화된 씨앗이 발아되고(휴면 상태의 한 예), 어린 식물들은 타버린 풍경 속에서 경쟁이 부족한 것을 이용할 수 있습니다.다른 식물들은 연기로 활성화된 씨앗 또는 불로 활성화된 싹을 가지고 있습니다.로지폴 소나무(Pinus contorta)의 원뿔은 반대로 불이 녹아 없어지는 송진으로 봉해져 [20]씨앗을 배출합니다.그늘에 잘 견디는 거대한 세쿼이아(Sequoiadendron giganteum)를 포함한 많은 식물 종들은 빛이 들어오는 초목에 틈을 내기 위해 불을 필요로 하고, 그들의 묘목이 다른 종들의 그늘에 잘 견디는 묘목과 경쟁할 수 있도록 하고, 따라서 자신들을 [21]확립합니다.고정된 특성으로 인해 화재를 피할 수 없기 때문에 식물의 종류는 내화성, 내화성 또는 [22]내화성만을 가질 수 있습니다.

불내증

불에 잘 타지 않는 식물은 인화성이 강하고 화재로 인해 완전히 파괴되는 경향이 있습니다.이 식물들과 그 씨앗들 중 일부는 불이 난 후에 공동체에서 사라져 다시 돌아오지 않을 수도 있습니다; 다른 것들은 그들의 자손들이 다음 세대까지 살아남도록 하기 위해 적응했습니다."Obligate seeders"는 다음 화재 [22][23]전에 씨앗 은행을 재생산하고 갱신하기 위해 화재 후에 빠르게 발아하고, 성장하고, 성숙하는 큰 불로 활성화된 씨앗 은행을 가진 식물입니다.씨앗은 [24]불에 의해 방출되는 성장 호르몬 카리킨에 의해 활성화되는 수용체 단백질 KAI2를 포함할 수 있습니다.

불에 대한 내성.호주 산불 이후의 전형적인 재성장입니다.

내화성능

불에 잘 타는 종들은 불에 잘 타는 정도를 견딜 수 있고 화재로 인한 피해에도 불구하고 계속해서 자랄 수 있습니다.이 식물들은 때때로 "반응조(respourter)"라고 불립니다.생태학자들은 어떤 종류의 레스푸터들이 화재 [22][23]후 회복과 재성장을 돕기 위해 그들의 뿌리에 여분의 에너지를 저장한다는 것을 보여주었습니다.예를 들어, 호주 산불 이후에, 마운틴 그레이 검 트리(Eucalyptus cypellocarpa)는 나무 줄기 위에서 꼭대기를 향해 잎 덩어리를 만들어내기 시작하는데, 이것은 젊고 녹색인 잎들로 완전히 덮인 검은 막대기처럼 보이게 만듭니다.

내화성

화재에 강한 식물은 특징적인 화재 체제 동안 거의 손상을 입지 않습니다.여기에는 인화성 부분이 표면 화재보다 높은 대형 나무들이 포함됩니다.성숙한 폰데로사 소나무(Pinus ponderosa pine)[22][25]는 성숙함에 따라 아래쪽의 취약한 가지를 벗어버리기 때문에 화재 시 관 손상이 거의 또는 전혀 발생하지 않는 수종의 예입니다.

동물, 조류, 미생물

산불 주변에서 사냥하는 매 떼의 잡종.

식물처럼 동물들도 불에 대처할 수 있는 다양한 능력을 보여주지만 생존하기 위해서는 실제 불을 피해야 한다는 점에서 대부분의 식물들과 다릅니다.비록 새들이 둥지를 틀 때 취약할지 모르지만, 그들은 일반적으로 화재를 피할 수 있습니다; 실제로 그들은 종종 화재로부터 도망치는 먹이를 잡고 그 후에 불에 탄 지역을 빠르게 회상할 수 있는 것으로부터 이익을 얻습니다.사실, 세계적으로 많은 야생동물 종들이 [26]서식지를 만들고 유지하기 위해 불 의존적인 생태계에서 반복되는 화재에 의존하고 있습니다.인류학적, 인류학적 증거와 인류학적 증거에 따르면 특정 종류의 불을 쫓는 랩터들이 [27][28]먹이를 쫓아내기 위해 의도적으로 불을 퍼뜨릴 가능성이 있다고 합니다.포유류는 종종 불을 피하거나 굴을 파고 살 수 있다면 은신처를 찾을 수 있습니다.양서류와 파충류는 땅속으로 굴을 파고 들어가거나 다른 동물들의 굴을 이용해서 불길을 피할 수 있습니다.특히 양서류는 물이나 매우 습한 [22]진흙 속에서 피신할 수 있습니다.

일부 절지동물들은 불이 났을 때 대피하기도 하지만, 실제로 열기와 연기가 그들 중 일부를 [29]위험에 빠뜨릴 수도 있습니다.토양 속 미생물은 내열성이 다양하지만 토양 속 깊이 있을수록 화재에서 살아남을 가능성이 높습니다.화재의 강도가 낮고 불길이 빠르게 지나가는 것과 건조한 토양도 도움이 될 것입니다.불이 지나간 후에 이용 가능한 영양소가 증가하면 화재 [30]전보다 더 큰 미생물 군집이 발생할 수 있습니다.일반적으로 균류에 대한 박테리아의 내열성이 더 높기 때문에 화재의 심각성, 토양 내 미생물의 깊이 및 식물 [31]피복의 존재 여부에 따라 토양 미생물 개체군의 다양성이 화재 후에 변화하는 것이 가능합니다.실린더로카르폰 파괴제와 같은 특정 종의 곰팡이는 연소 오염 물질에 의해 영향을 받지 않는 것으로 보이는데, 이는 다른 미생물에 의한 불에 탄 토양의 재유입을 억제할 수 있기 때문에 화재 장애에서 살아남고 그 [32]후 다른 곰팡이 종들을 재색하고 경쟁에서 이길 가능성이 더 높습니다.

화재 및 생태학적 계승

화재 행동은 모든 생태계마다 다르며, 그 생태계의 생물체들은 그에 따라 적응해왔습니다.포괄적인 한 가지 일반적인 점은 모든 생태계에서 불은 다양한 서식지 조각의 모자이크를 만들어 낸다는 것입니다. 불에 탄 지 얼마 안 된 지역부터 수년 동안 불에 훼손되지 않은 지역까지 다양합니다.이는 [33]화재로 인한 파괴 이후 식민지화의 지속적이고 방향적인 단계를 거쳐 갓 불에 탄 부지가 진행되는 생태적 계승의 한 형태입니다.생태학자들은 대개 연속적으로 발생하는 식생의 변화를 통해 승계를 특징짓습니다.불이 난 후에, 가장 먼저 다시 식민지를 만드는 종들은 씨앗을 가진 종들이 이미 토양에 존재하거나 씨앗을 가진 종들이 불에 탄 지역으로 빠르게 이동할 수 있게 될 것입니다.이것들은 일반적으로 빨리 자라는 초본 식물로 빛을 필요로 하고 음영에 내성이 없습니다.시간이 지남에 따라, 더 천천히 자라고 그늘에 강한 나무 종들은 일부 초본 [34]식물들을 억제할 것입니다.침엽수는 종종 초기의 연속적인 종인 반면, 넓은 잎사귀 나무는 불이 없을 때 그것들을 자주 대체합니다.그러므로, 많은 침엽수림들은 그 자체로 반복되는 [35]불에 의존하고 있습니다.자연 화재와 인간 화재 모두 이탄지에서 관목지, 숲과 열대 경관에 이르기까지 모든 생태계에 영향을 미칩니다.이는 생태계의 구조와 기능에 영향을 미칩니다.항상 자연적으로 산불이 있었지만, 최근 몇 년 사이 산불 발생 빈도는 빠른 속도로 증가하고 있습니다.이것은 주로 강수량의 감소, 기온의 상승, 인간의 발화 [36]증가에 기인합니다.

다른 종의 식물, 동물, 그리고 미생물은 이 계승 과정에서 다른 단계를 이용하는 것을 전문으로 하고, 이러한 다른 종류의 패치를 만들어냄으로써, 불은 한 풍경 안에 더 많은 종의 존재를 허용합니다.토양의 특성은 기후와 지형과 마찬가지로 화재 적응 생태계의 구체적인 성격을 결정하는 요소가 될 것입니다.화재의 빈도 또한 다양한 연속 경로를 야기합니다; 화재 사이의 짧은 간격은 씨앗 둑을 재건하는 데 필요한 시간 때문에 종종 나무 종을 제거하고, 결과적으로 풀과 풀과 같은 더 가벼운 씨앗 종으로 대체합니다.

서로 다른 생태계에서 화재가 발생한 예

숲

doi.org/..

약한 불에서 중간 정도의 불이 지하에 있는 숲에서 타면서 작은 나무들과 초본들을 제거합니다.높은 강도의 화재는 나무의 관을 태워 대부분의 지배적인 식물을 죽일 것입니다.크라운 화재는 숲 캐노피에서 화재를 유지하기 위해 접지 연료의 지원이 필요할 수도 있습니다(수동 크라운 화재). 또는 접지 연료 지원(수동 크라운 화재)과 독립적으로 캐노피에서 화재가 연소될 수도 있습니다.높은 심각도의 화재는 복잡한 초기 연무림 서식지, 즉 생물 다양성 수준이 높은 연무림을 만듭니다.숲이 자주 타며 따라서 식물 쓰레기가 덜 쌓일 때, 땅 밑의 토양 온도는 단지 약간 상승할 뿐이고 [29]땅 속 깊은 곳에 있는 뿌리들에게 치명적이지 않을 것입니다.숲의 다른 특성들이 불이 숲에 미치는 영향에 영향을 주겠지만, 기후와 지형과 같은 요소들은 화재의 심각성과 화재의 [38]정도를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.화재는 가뭄 해에 가장 광범위하게 확산되고, 상부 경사면에서 가장 심하며, 자라는 식물의 종류에 영향을 받습니다.

브리티시컬럼비아 주의 숲

캐나다에서 숲은 육지 면적의 약 10%를 차지하고 있지만 조류와 육상 포유류 종의 70%를 차지하고 있습니다.자연적인 불의 [39]체제는 브리티시 콜롬비아의 최대 12개의 다른 숲 유형에서 척추동물 종의 다양한 집합체를 유지하는 데 중요합니다.다른 종들은 쓰러진 나무와 잔해와 같은 불에 타는 에피소드 이후에 발생하는 다양한 승계, 재성장, 그리고 서식지 변화의 단계를 이용하는 데 적응했습니다.크기와 강도와 같은 초기 화재의 특성은 서식지가 나중에 차별적으로 진화하게 하고 척추동물 종들이 화상을 [39]입은 지역을 어떻게 사용할 수 있는지에 영향을 미칩니다.시간에 따른 산불 강도의 변화는 1600년부터 브리티시컬럼비아 중부 지역에서 연구되어 왔으며 규제가 [40]도입된 이후 화재 진압과 일치합니다.

관목 지대

번개를 동반한 산불은 네바다의 관목지대와 초지에서 빈번하게 발생하고 있습니다.

관목 화재는 일반적으로 관목이 충분히 가까이 있을 경우 캐노피에 집중되어 지속적으로 확산됩니다.관목 지대는 일반적으로 건조하며, 특히 산비탈에서 휘발성이 높은 연료가 축적되기 쉽습니다.화재는 가장 적은 수분과 가장 많은 양의 폐연료 물질의 경로를 따를 것입니다.연소 시 지표면과 지하 토양 온도는 일반적으로 산불보다 높지만, 연소 중심이 지면에 더 가깝기 때문에 이 온도는 크게 [29]다를 수 있습니다.관목 지대나 차파랄에서 흔히 볼 수 있는 식물로는 만자니타, 샤미세, 코요테 붓 등이 있습니다.

캘리포니아 관목 지대

일반적으로 차파랄(chaparral)로 알려진 캘리포니아 관목 지대는 일반적으로 캘리포니아 해안 산맥의 건조한 경사진 지역이나 시에라 네바다의 서부 기슭에 있는 저생장 종의 광범위한 식물 군집입니다.이 협회에는 살랄, 도요, 커피 열매, 서양 [41]독참나무를 포함한 많은 흔한 관목과 나무 관목 형태가 있습니다.불이 난 후의 재생은 보통 이 종들의 연관성의 주요한 요인입니다.

남아프리카 핀보스 섬

핀보스 관목 지대는 남아프리카 전역의 작은 지대에서 발견됩니다.이 생태계의 식물 종은 매우 다양하지만, 이들의 대부분은 의무적인 씨앗, 즉 불이 씨앗의 발아를 일으키고 그것으로 인해 식물들은 새로운 생명 주기를 시작할 것입니다.이 식물들은 불과 영양분이 부족한 [42]토양에 대한 반응으로 의무적인 씨앗으로 진화했을 수도 있습니다.불은 이 생태계에서 흔히 볼 수 있는 것이고 토양은 영양분이 제한되어 있기 때문에 식물은 많은 씨앗을 생산한 후 다음 불에 죽는 것이 가장 효율적입니다.뿌리가 영양이 부족한 토양에서 추가적인 이익을 거의 얻을 수 없을 때 다음 불에서 살아남기 위해 뿌리에 많은 에너지를 투자하는 것은 효율성이 떨어질 것입니다.이러한 의무적인 종자들이 보여주는 빠른 생성 시간은 이 생태계에서 더욱 빠른 진화와 종분화로 이어졌고, 그 결과 매우 다양한 식물 [42]공동체가 만들어졌을 가능성이 있습니다.

초원

초지는 산림이나 관목 생태계보다 불이 잘 타는데, 초본식물의 줄기와 잎 사이로 불이 옮겨붙어 강도가 높은 경우에도 밑흙을 가볍게 데울 뿐입니다.대부분의 초지 생태계에서 불은 주요 분해 방식이며,[29] 이는 영양소의 재활용에 매우 중요합니다.일부 초지 시스템에서 불은 포식자의 압력에 의해 움직이는 거대한 풀을 뜯어먹는 거대한 무리들이 사라진 후에야 주요 분해 방식이 되었습니다.초식성 메가파우나와 그에 따르는 포식자들의 대규모 철새 무리의 기능적인 공동체가 없는 경우, 초원 생태계를 유지하기 위해 불을 과도하게 사용하는 것은 과도한 산화, 탄소 손실, 그리고 취약한 [43]기후에서 사막화를 초래할 수 있습니다.일부 초원 생태계는 불에 [44]잘 반응하지 않습니다.

북아메리카 초원

북미 지역에서는 브로머스텍토룸과 같은 불에 적응한 침습적인 풀들이 토착종에 대해 선택적인 압력을 행사하는 화재 빈도의 증가에 기여합니다.이것은 미국 [44]서부의 목초지에 대한 우려입니다.

덜 건조한 초지에서는 [47][48][49]화재에 의해 크게 변화된 토양 유기물의 축적에서 알 수 있듯이 건강한 초지[46] 생태계를 조성하기 위해 방목과 함께[45] 사전 정착 화재가 발생했습니다.캔자스와 오클라호마 동부의 플린트 힐스에 있는 키가 큰 풀로 뒤덮인 대초원 생태계는 [50]방목과 함께 현재의 불의 사용에 긍정적인 반응을 보이고 있습니다.

남아프리카 사바나

남아프리카의 사바나에서는 최근 불에 탄 지역이 오래되고 억센 풀들에 비해 입맛에 맞고 영양이 풍부한 먹이를 제공하는 새로운 성장을 하고 있습니다.이 새로운 먹이는 지속적인 방목으로 짧게 보존된 불에 타지 않고 풀을 뜯는 초원지대에서 대형 초식동물을 끌어 모읍니다.이러한 불에 타지 않은 "잔디밭"에서는 무거운 방목에 적응한 식물 종들만이 지속될 수 있습니다. 그러나 새로 탄 지역이 제공하는 방해물은 방목에 내성이 없는 풀들이 일시적으로 버려진 잔디밭으로 다시 자랄 수 있도록 하여 이러한 종들이 생태계 [51]내에서 지속될 수 있도록 해줍니다.

긴잎송사바나스

노란 투수 식물은 해안가 평원의 사바나와 평평한 숲에서 반복되는 불에 의존합니다.

미국 남동부의 대부분 지역은 한때 풀과 사초, 육식성 식물과 난초의 풍부한 지하층이 있는 개방된 긴 잎 소나무 숲이었습니다.이들 생태계는 10년마다 한 번씩, 그 어떤 서식지보다도 화재 빈도가 가장 높았습니다.불이 없으면 낙엽수가 침입하고, 그 그늘은 소나무와 지하층을 모두 없애버립니다.불과 관련된 대표적인 식물로는 노란 꽃병아리와 장미포고니아가 있습니다.그러한 식물의 풍부함과 다양성은 화재 빈도와 밀접한 관련이 있습니다.고퍼 거북이나 인디고 뱀과 같은 희귀 동물들도 이 탁 트인 초원과 [52]평평한 나무들에 의존합니다.따라서 종 구성과 생물학적 [53]다양성을 유지하기 위해서는 화재 복구가 우선적으로 이루어져야 합니다.

습지 화재

많은 종류의 습지들도 불의 영향을 받습니다.이것은 보통 가뭄 기간에 발생합니다.늪과 같은 토탄 토양이 있는 환경에서는, 토탄 기질 자체가 타버릴 수도 있고, 물이 채워진 구멍을 새로운 연못으로 남기게 됩니다.강도가 낮은 화재는 쌓인 쓰레기를 제거하고 다른 습지 식물들이 매몰된 씨앗이나 뿌리줄기에서 재생할 수 있게 해줍니다.불의 영향을 받는 습지에는 해안 습지, 습윤 대초원, 이탄 늪, 범람원, 대초원 습지, 평목 [54]등이 있습니다.습지는 이탄에 많은 양의 탄소를 저장할 수 있기 때문에 광대한 북부 이탄지의 화재 빈도는 대기의 이산화탄소 수준을 조절하는 과정과 지구 [55]온난화 현상과 관련이 있습니다.용해된 유기 탄소(DOC)는 습지에 풍부하고 그들의 생태에 중요한 역할을 합니다.플로리다 에버글레이드에서 DOC의 상당 부분은 불이 습지 [56]생태계에서 중요한 역할을 할 수 있음을 나타내는 "용해된 숯"입니다.

화재진압

주요 기사:산불진압

불은 불에 적응된 생태계 내에서 많은 중요한 기능을 합니다.불은 영양소 순환, 다양성 유지 및 서식지 구조에 중요한 역할을 합니다.화재 진압은 예상치 못한 생태계 변화로 이어질 수 있으며, 이는 해당 서식지에 의존하는 식물, 동물 및 인간에게 종종 악영향을 미칩니다.화재 진압으로 인해 역사적인 화재 체제에서 벗어나는 산불을 "특이한 화재"[citation needed]라고 부릅니다.

차파랄 공동체

2021년 7월 미국 로스앤젤레스 인근 텀블위드 화재 현장에서 연기가 나는 붓에 접근하는 소방차.

2003년, 캘리포니아 남부는 강력한 차파랄 산불을 목격했습니다.수백 채의 집과 수십만 에이커의 땅이 불길에 휩싸였습니다.극심한 화재 날씨(낮은 습도, 낮은 연료 습도, 높은 바람)와 8년간의 가뭄으로 인한 죽은 식물 물질의 축적은 재앙적인 결과를 낳았습니다.일부에서는 화재 진압이 연료 [57]부하의 비정상적인 증가에 기여했다고 주장하지만, 과거 화재 데이터를 자세히 분석한 결과 그렇지 않았을 수도 있습니다.[58]화재진압 활동은 남부 캘리포니아 예배당의 화재를 배제하는 데 실패했습니다.캘리포니아 남부와 바하 사이의 화재 규모와 빈도의 차이를 보여주는 연구는 국경 북쪽의 더 큰 화재가 화재 진압의 결과라는 것을 암시하기 위해 사용되었지만, 이 의견은 많은 연구자들과 [59]생태학자들에 의해 이의를 제기해 왔습니다.

2003년에 발생한 화재의 결과 중 하나는 불에 탄 지역, 특히 지난 15년 동안 이미 불에 탄 지역을 빠르게 식민지화한 침입성 식물과 비토종 식물의 밀도가 증가했다는 것입니다.이러한 공동체의 관목은 특정한 역사적인 화재 체제에 적응되어 있기 때문에, 변화된 화재 체제는 식물에 대한 선택적인 압력을 변화시키고 새로운 화재 후 [60]조건을 더 잘 이용할 수 있는 침입종과 비원주민종을 선호할 수 있습니다.

어류 영향

보이즈 국유림(Boise National Forest)은 아이다호주 보이즈 시의 북쪽과 동쪽에 위치한 미국의 국유림입니다.몇 번의 이례적인 대형 산불 이후, 어류 개체수에 즉각적인 부정적인 영향이 관찰되었고, 이는 작고 고립된 [61]어류 개체수에 특히 위험을 끼쳤습니다.그러나 장기적으로 불은 홍수를 증가시키고 진흙 제거와 유리한 서식지 기질의 퇴적을 초래하는 수압적 변화를 야기함으로써 물고기의 서식지를 되살리는 것으로 보입니다.이것은 이러한 개선된 [61]지역을 다시 인식할 수 있는 물고기의 더 많은 화재 후 개체수로 이어집니다.

관리 도구로서의 화재

아이오와 주 오크 사바나에서 처방받은 화상

복원 생태학은 인간이 생태계에 일으킨 일부 변화를 되돌리거나 완화하려는 시도에 붙여진 이름입니다.제어 연소(controlled burning)는 복원 및 관리 수단으로서 현재 상당한 관심을 받고 있는 하나의 도구입니다.생태계에 불을 가하는 것은 화재 진압에 부정적인 영향을 받은 종들의 서식지를 만들 수도 있고, 제초제나 살충제에 의존하지 않고 불이 침입종들을 통제하는 방법으로 사용될 수도 있습니다.그러나 토지 관리자들이 그들의 생태계를 인간 이전의 조건인지 유럽 이전의 조건인지에 대해 무엇을 목표로 해야 하는지에 대해 논쟁이 있습니다.자연적인 불과 함께 아메리카 원주민들의 불 사용은 역사적으로 북아메리카의 [62][63]사바나의 다양성을 유지했습니다.

대평원의 짧은 풀 대초원

자세한 정보:단초대초원

무거운 가축 방목과 화재 진압의 조합은 대평원의 짧은 풀숲 대초원 생태계의 구조, 구성, 다양성을 급격하게 변화시켰고, 목질종이 많은 지역을 지배할 수 있게 했고, 불에 잘 타지 않는 침입종을 촉진시켰습니다.목질 재료의 분해가 느린 반건조한 생태계에서 불은 영양분을 토양으로 돌려보내고 목초지가 높은 생산성을 유지할 수 있도록 하는 데 중요합니다.

비록 화재는 성장기나 휴면기에 발생할 수 있지만, 휴면기에 관리된 화재는 잔디를 늘리고 짧은 잔디 [64]대초원에서 덮개, 생물 다양성 및 식물 영양소 섭취를 금지하는 데 가장 효과적입니다.그러나 관리자들은 토착 생태계의 완전성을 회복하고자 한다면 얼마나 침입적이고 토착종이 아닌 종들이 화재에 대응하는지도 고려해야 합니다.예를 들어, 불은 여름에 미시건 키가 큰 풀 대초원에 있는 침습적인 점박이 냅위드(Centaurea maculosa)만을 통제할 수 있는데, 이때가 냅위드의 번식 성장에 [65]가장 중요한 시기이기 때문입니다.

미국 시에라 네바다주의 혼합 침엽수림

미국의 혼합 침엽수림 시에라 네바다는 지역에 따라 5년에서 300년 사이의 화재 복귀 간격을 가지고 있었습니다.낮은 고도에서는 화재 복귀 간격이 더 많은 경향이 있는 반면, 높은 곳과 습한 곳에서는 화재 간격이 더 길었습니다.아메리카 원주민들은 가을과 겨울에 불을 지르는 경향이 있었고, 더 높은 고도의 땅은 일반적으로 [66]여름에만 아메리카 원주민들이 차지했습니다.

핀란드의 해안림

서식지 면적과 질의 감소로 인해 많은 종의 개체수가 국제 자연 보전 연맹에 의해 적색 목록에 올랐습니다.핀란드 야생 숲의 산림 관리에 관한 연구에 따르면, 보호 구역 밖 지역의 서식지 품질을 개선하는 것은 멸종 위기에 처한 죽은 나무에 의존하는 딱정벌레의 보존 노력에 도움을 줄 수 있다고 합니다.이 딱정벌레들과 다양한 종류의 곰팡이들은 모두 살아남기 위해 죽은 나무가 필요합니다.오래된 성장 숲은 이 특별한 서식지를 제공할 수 있습니다.그러나 대부분의 페노스칸디나비아의 삼림 지대는 목재로 사용되기 때문에 보호받지 못하고 있습니다.고사목이 있는 산림지역의 연소 및 수목 보유량 조절 활용과 멸종위기에 처한 딱정벌레에 미치는 영향을 연구하였습니다.이 연구는 관리 첫 해 이후에 종의 수가 화재 전 처리에 비해 풍부하고 풍부하게 증가하는 것을 발견했습니다.이듬해에도 나무 보유량이 많고 고사목이 풍부한 곳에서 딱정벌레의 서식이 계속 증가했습니다.산불 관리와 딱정벌레 개체수의 증가 사이의 상관관계는 이러한 적색 목록에 있는 [67]종들을 보존하는 열쇠를 보여줍니다.

오스트레일리아 유칼립투스 숲

호주의 오래된 성장 유칼립투스 숲의 많은 부분이 보존을 위해 지정되어 있습니다.유칼립투스 그랑디 같은 종들은 살아남기 위해 불에 의존하기 때문에 이러한 숲들의 관리는 중요합니다.새로운 새싹이 돋아날 수 있는 뿌리가 부풀어 오르는 구조인 리그노투버를 가지고 있지 않은 몇몇 유칼립트 종들이 있습니다.화재가 발생하는 동안 리그노토버는 공장의 재건에 도움이 됩니다.일부 유칼립투스들은 이러한 특별한 메커니즘을 가지고 있지 않기 때문에, 산불 관리는 풍부한 토양을 만들고 경쟁자들을 죽이고 씨앗을 [68]배출하도록 함으로써 도움이 될 수 있습니다.

참고 항목

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외부 링크

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