Wissenschaftler lenken Augenmerk auf Waldbrandregime

Waldbrände haben erhebliche Auswirkungen auf Landökosysteme auf der ganzen Welt. Diese Feuer werden durch ein Zusammenspiel von Wetter, Vegetation und Landnutzung ausgelöst, so dass sie sehr anfällig für Veränderungen sind. Deshalb ist es wichtig, die Mechanismen zu verstehen,...

Waldbrände haben erhebliche Auswirkungen auf Landökosysteme auf der ganzen Welt. Diese Feuer werden durch ein Zusammenspiel von Wetter, Vegetation und Landnutzung ausgelöst, so dass sie sehr anfällig für Veränderungen sind. Deshalb ist es wichtig, die Mechanismen zu verstehen, die Waldbrandregime steuern und die Vorhersagen zu verbessern, wann und wie diese sich verändern werden. Ein Team aus Wissenschaftlern aus Deutschland und den Vereinigten Staaten hat nun die Existenz von Schwellenwerten für Waldbrände belegt. Die Forschungsarbeit ist ein Ergebnis des Projekts PATRES ("Pattern resilience"), das 1,2 Mio. EUR unter dem Themenbereich "Neue und aufkommende Wissenschaften und Technologien" (NEST) des sechsten Rahmenprogramms der EU (RP6) erhielt. Diese Erkenntnisse kamen in der Fachzeitschrift The American Naturalist zur Veröffentlichung.

Wissenschaftler vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Deutschland und der University of Michigan in den Vereinigten Staaten verwendeten ein Minimalmodel der Feuerdynamiken, das die Ausbreitung des Feuers als einen "stochastischen Geburt-Tod-Prozess" beschreibt. Das Feuer breitet sich ähnlich wie eine Epidemie aus.

Anhand des Modells replizierten die Forscher mehrere regionale Muster von Brandregimen und klassifizierten so verschiedene Regionen nach ihrer Nähe zu einem kritischen Schwellenwert. Sie evaluierten die Zeitreihe für große Brände der Borealen Ebene in Kanada, die von einem subkritischem zu einem kritischen Regime wurde.

Das Team geht davon aus, dass sich große Waldregionen in Kanada unmittelbar vor einem schnellen Wandel befinden. Diese Gebiete könnten aufgrund der Klimaveränderung sogar den Schwellenwert überschreiten. Nach Ansicht der Wissenschaftler müssen die Strategien der Waldbrandbekämpfung in weiten Teilen Kanadas neu überdacht werden.

"Veränderungen des Waldbrandregimes haben einen erheblichen Einfluss auf lokaler und globaler Ebene und somit auch auf das Klima", erklärt Dr. Volker Grimm vom UFZ. "Deshalb ist es wichtig zu verstehen, wie die Mechanismen, die diese Waldbrände verursachen, funktionieren, um Vorhersagen treffen zu können, was sich in der Zukunft verändern wird."

Die kanadische Provinz British Columbia erlitt im Jahre 2009 einen erheblichen Verlust, als rund 1.000 Hektar Wald- und Buschland abbrannten. Über 10.000 Menschen mussten aus dem Gebiet evakuiert werden. Experten glauben, dass diese Ereignisse immer häufiger vorkommen werden. Auch in der veröffentlichten Literatur werden ähnliche Theorien präsentiert, insbesondere darüber, wie der Klimawandel die Gefahr von Waldbränden im Yellowstone National Park in den Vereinigten Staaten erheblich vergrößern könnte. Manche sind der Ansicht, dass die Wälder in der Region sogar noch in diesem Jahrhundert verschwinden könnten.

Die Wissenschaftler analysierten Daten des Kanadischen Forstdienstes, der Feuer ab einer Größe von 200 Hektar zwischen 1959 und 1999 erfasst hat, und sortierten diese nach Ökoregion. Dadurch zeigte sich, dass sich drei dieser Ökoregionen Kanadas kurz vor einem Wendepunkt befinden: Der Boreale Schild, die Boreale Ebene und die Hudson-Ebene südlich der Hudson-Bucht. Nach Ansicht der Forscher ist der Boreale Schild einem Wendepunkt am nächsten.

Die Wissenschaftler sahen sich die Brände in diesen Gebieten genauer an und stellten fest, dass ihre durchschnittliche Größe rapide zugenommen hatte. "Das ist aus unserer Sicht ein Indiz dafür, dass es auch bei Wäldern Schwellenwerte gibt, ab denen sich das Waldbrandregime drastisch verändert", berichtet Dr. Grimm. "Es ist sehr wahrscheinlich, dass die Boreale Ebene in den letzten Jahrzehnten vor allem um 1980 einen Wandel zu einem von Waldbränden geprägten System durchlebt hat. Das hat fundamentale Auswirkungen für die Umwelt und für die Waldbrandbekämpfung. Geringe Veränderungen in den Parametern der Feuerausbreitung haben große Auswirkungen auf die Größe der Feuer."Weitere Informationen finden Sie unter: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ): http://www.ufz.de/index.php?de=11382 The American Naturalist: http://www.jstor.org/stable/10.1086/663259

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