Jak wynika z nowego badania przeprowadzonego przez naukowców z uniwersytetów Stanford i Columbia, nie ma już wątpliwości, jak zapobiegać bardzo intensywnym, często katastrofalnym pożarom, które stają się coraz częstsze w zachodnich Stanach Zjednoczonych. Analiza opublikowana 10 listopada w czasopiśmie Science Advances pokazuje, że spalanie o niskiej intensywności, takie jak pożary kontrolowane lub zaplanowane, pożary zarządzane i spalanie kultur plemiennych, mogą radykalnie zmniejszyć ryzyko niszczycielskich pożarów na lata. Odkrycia – jedne z pierwszych, które rygorystycznie określiły wartość pożarów o niskiej intensywności – pojawiły się w czasie, gdy Kongres ponownie ocenia strategię amerykańskiej Służby Leśnej w zakresie pożarów w ramach ponownego zatwierdzenia ustawy rolnej.
„Mam nadzieję, że decydenci potraktują tę pracę jako motywację i wsparcie dla zwiększania skali pożytecznych pożarów jako kluczową strategię zapobiegania katastrofom związanym z pożarami lasów” – powiedział współautor badania Michael Wara, dyrektor Programu Polityki Klimatycznej i Energetycznej w Instytucie Środowiska Stanforda Woodsa. „Pożyteczny pożar wiąże się z pewnym ryzykiem, ale nasze badanie pokazuje, jak duże i długotrwałe korzyści płyną z tej kluczowej strategii ograniczania ryzyka”.
Znaczące zmniejszenie ryzyka
Badanie, które skupiało się na Kalifornii, miało miejsce niemal dokładnie pięć lat po tym, jak stan ten dotknął najbardziej śmiercionośny pożar w historii – Camp Fire. Gorąca pogoda i historia gaszenia pożarów pozwoliły na gromadzenie się suchych drzew i zarośli, które podsycają coraz bardziej niszczycielskie pożary. Nie zawsze tak było. Przez tysiąclecia rdzenni mieszkańcy pozwalali na pożary i celowo palili ziemię z powodów od ceremonii po utrzymanie. W rezultacie przedkolonialne lasy w Kalifornii zawierały mniej paliwa dla głodnych płomieni i były w stanie lepiej zatrzymywać wilgoć – klucz do odporności na ogień i suszę.
Nie jest tajemnicą, że regiony podatne na pożary muszą przejść od skupiania się wyłącznie na tłumieniu pożarów na takie, które obejmuje znacznie bardziej kontrolowane spalanie i odporność lasów. Poprzednie badania przeprowadzone przez Stanforda wykazały, że sama Kalifornia wymaga obróbki paliwem – niezależnie od tego, czy wymagane są oparzenia, czy przerzedzanie roślinności – na około 80 000 kilometrów kwadratowych, czyli prawie 20% powierzchni stanu.
Jednak do tej pory badania oceniające korzystne skutki pożarów ustalonych i o niskiej intensywności ograniczały się do stosunkowo małych obszarów, takich jak pojedynczy obszar dzikiej przyrody lub dział wodny. Na potrzeby tego artykułu naukowcy dokonali przeglądu 20 lat monitoringu satelitarnego pożarów na powierzchni ponad 100 000 kilometrów kwadratowych lasów Kalifornii.
Zespół – eksperci ds. polityki przeciwpożarowej, naukowcy zajmujący się zdrowiem publicznym oraz badacze zajmujący się statystyką i uczeniem maszynowym – zharmonizował wiele ogólnostanowych zbiorów danych dotyczących charakterystyki paliwa i zachowania się pożaru, w tym intensywności pożaru (mierzonej ilością uwolnionej energii) i dotkliwości pożaru (mierzonej przez skutki ekosystemowe dużych pożarów). Poprzednie badania wykazały, że zaplanowane pożary i nieplanowane pożary lasów o niskiej intensywności mają podobny wpływ na zmniejszenie ryzyka. Obydwa usuwają paliwa powierzchniowe i drzewa o mniejszej średnicy, pomagając w ten sposób lasom uzyskać bardziej odporną na ogień mieszankę drzew i zapobiegając zbyt intensywnemu wzrostowi pożarów. Oba pozostawiają również nienaruszone korony drzew ze względu na stosunkowo niską wysokość płomienia.
Autorzy zmierzyli ochronny efekt pożarów o niskiej intensywności, stosując metodę, która łączyła niespalone obszary w syntetyczny krajobraz bardzo przypominający atrybuty spalonych krajobrazów, takie jak warunki pogodowe, wysokość, rodzaj roślinności i historia zaburzeń. Takie podejście pozwoliło im ocenić, jak mogły ewoluować te spalone krajobrazy, gdyby nie spłonęły w tym samym roku, i porównać te scenariusze alternatywne z ich rzeczywistą ewolucją na przestrzeni czasu.
Korzystając z tego podejścia, badacze byli w stanie określić ilościowo zmniejszone ryzyko pożarów o dużej intensywności po pożarze o niskiej intensywności na terenach leśnych, a następnie sprawdzić, jak długo utrzymuje się efekt ochronny. Ustalili, że pożary o niskiej intensywności w mieszanych lasach iglastych w Kalifornii początkowo zmniejszają ryzyko katastrofalnego pożaru o 60%, a efekt ten utrzymuje się przez co najmniej sześć lat, ale z czasem maleje. Odkryli także mniejszą, ale wciąż znaczącą redukcję ryzyka w lasach zdominowanych przez dęby.
Dobre wyczucie czasu
Decydenci mogliby wykorzystać wyniki badania jako podstawę przyszłej oceny przetwarzania paliw dzikich poprzez porównanie wymiernych korzyści z potencjalnymi kosztami i ryzykiem związanym z jego wdrożeniem. Moment jest dobry: Służba Leśna Stanów Zjednoczonych zaproponowała oczyszczenie prawie 200 000 kilometrów kwadratowych (około 50 milionów akrów) w ciągu następnej dekady za pomocą kombinacji strategii uzdatniania paliwa. Kalifornia zaproponowała zwiększenie powierzchni terenów objętych pożarami do 2000 kilometrów kwadratowych (około 500 000 akrów) rocznie.
Aby leczenie paliwem z terenów dzikich było skuteczne, w tym zalecane spalanie, musi mieć charakter ciągły i okresowy, a nie jednorazową interwencję w lasach sąsiadujących z społecznościami lub infrastrukturą krytyczną – piszą naukowcy. Korzyści wynikające z ograniczenia ryzyka wynikające ze spalania o niskiej intensywności będą w dużej mierze zależeć od starannego wyboru i ukierunkowania interwencji, aby zapewnić maksymalną ochronę ludzi, społeczności i ekosystemów.
„To badanie stanowi przykład, w jaki sposób nauka o danych może przyczynić się do łagodzenia zmiany klimatu poprzez wysoce multidyscyplinarną współpracę” – powiedział główny autor badania Xiao Wu, adiunkt biostatystyki na Uniwersytecie Columbia, który pracował nad artykułem jako stypendysta Data Science Fellow na Uniwersytecie Stanforda. „Pożary stanowią poważne zagrożenie zarówno dla naszych ekosystemów, jak i dobrostanu ludzi. Naszym stałym celem, jako naukowców, jest znalezienie praktycznych rozwiązań”.
Wara jest także starszym dyrektorem ds. polityki Akceleratora Zrównoważonego Rozwoju w Szkole Zrównoważonego Rozwoju Stanford Doerr.
Współautorami badania są Erik Sverdrup, doktorant w Graduate School of Business na Uniwersytecie Stanforda; Michael Mastrandrea, zastępca dyrektora ds. polityki w Akceleratorze Zrównoważonego Rozwoju, dyrektor ds. badań Programu Polityki Klimatycznej i Energetycznej oraz starszy pracownik naukowy w Instytucie Środowiska Stanford Woods; oraz Stefan Wager, profesor nadzwyczajny ds. operacji, informacji i technologii w Graduate School of Business w Stanford oraz profesor nadzwyczajny statystyki (dzięki uprzejmości) w School of Humanities and Sciences w Stanford.
Badanie zostało sfinansowane przez Stanford Data Science i National Institutes of Health.