بوم‌شناسی آتش: تفاوت میان نسخه‌ها

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
نمایش تاریخچه به صورت تعاملی
→ تفاوت قدیمی‌ترتفاوت جدیدتر ←
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
دیداریویکی‌متن
بدون خلاصۀ ویرایش
بدون خلاصۀ ویرایش
خط ۷۰: خط ۷۰:
=== بوته‌زارها ===
=== بوته‌زارها ===
آتش درختچه معمولاً در سایبان متمرکز می‌شوند و اگر درختچه‌ها به اندازه کافی به هم نزدیک باشند، به‌طور مداوم گسترش می‌یابد. بوته‌زارها معمولاً خشک هستند و مستعد انباشته شدن سوخت‌های بسیار فرار به‌ویژه در دامنه تپه‌ها هستند. آتش‌سوزی مسیر کمترین رطوبت و بیشترین مقدار مواد سوختی مرده را دنبال می‌کند. دمای خاک سطحی و زیرزمینی در هنگام سوختگی معمولاً بالاتر از دمای آتش‌سوزی در جنگل است زیرا مراکز احتراق نزدیک به زمین هستند، اگرچه این می‌تواند بسیار متفاوت باشد.<ref name="DeBano1998" /> گیاهان رایج در بوته‌زار یا [[بیشه‌زارهای کالیفرنیا|چاپارال]] عبارتند از: مانزانیتا ([[:en:Manzanita|Manzanita]])، [[چمیز]] و درخته کایوت ([[:en:Baccharis_pilularis|Baccharis pilularis]]).
آتش درختچه معمولاً در سایبان متمرکز می‌شوند و اگر درختچه‌ها به اندازه کافی به هم نزدیک باشند، به‌طور مداوم گسترش می‌یابد. بوته‌زارها معمولاً خشک هستند و مستعد انباشته شدن سوخت‌های بسیار فرار به‌ویژه در دامنه تپه‌ها هستند. آتش‌سوزی مسیر کمترین رطوبت و بیشترین مقدار مواد سوختی مرده را دنبال می‌کند. دمای خاک سطحی و زیرزمینی در هنگام سوختگی معمولاً بالاتر از دمای آتش‌سوزی در جنگل است زیرا مراکز احتراق نزدیک به زمین هستند، اگرچه این می‌تواند بسیار متفاوت باشد.<ref name="DeBano1998" /> گیاهان رایج در بوته‌زار یا [[بیشه‌زارهای کالیفرنیا|چاپارال]] عبارتند از: مانزانیتا ([[:en:Manzanita|Manzanita]])، [[چمیز]] و درخته کایوت ([[:en:Baccharis_pilularis|Baccharis pilularis]]).

==== بوته‌زارهای کالیفرنیا ====
بوته‌زار کالیفرنیا، که معمولاً به عنوان چاپارال شناخته می‌شود، یک جامعه گیاهی گسترده از گونه‌های کم رشد است که معمولاً در مناطق شیب‌دار خشک [[رشته‌کوه‌های کالیفرنیا|رشته ساحلی کالیفرنیا]] یا دامنه‌های غربی [[سیرا نوادا (ایالات متحده)|سیرا نوادا]] است. تعدادی از درختچه‌ها و اشکال درختچه‌های درختی رایج در این انجمن وجود دارد، از جمله سالال ([[:en:Gaultheria_shallon|Gaultheria shallon]])، تویون ([[:en:Heteromeles|Heteromeles]])، قهوه‌بری ([[:en:Frangula_californica|Frangula californica]]) و [[بلوط سمی غربی]].<ref>C.Michael Hogan (2008) [http://globaltwitcher.auderis.se/artspec_information.asp?thingid=82914 "Western poison-oak: Toxicodendron diversilobum"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090721044257/http://globaltwitcher.auderis.se/artspec_information.asp?thingid=82914|date=July 21, 2009}}, GlobalTwitcher, ed. Nicklas Strömberg</ref> باززایی پس از آتش‌سوزی معمولاً عامل اصلی ارتباط این گونه‌ها است.

==== بوته‌زارهای فینبوس آفریقای جنوبی ====
بوته زارهای فینبوس ([[:en:Fynbos|Fynbos]]) در یک کمربند کوچک در سراسر آفریقای جنوبی وجود دارد. گونه‌های گیاهی در این بوم‌سازگان بسیار متنوع هستند، با این حال اکثر این گونه‌ها بذر اجباری هستند، یعنی آتش‌سوزی باعث [[جوانه زدن|جوانه‌زدن]] بذرها می‌شود و به همین دلیل گیاهان چرخه زندگی جدیدی را آغاز می‌کنند. این گیاهان ممکن است به‌عنوان پاسخی به آتش‌سوزی و خاک‌های فقیر از مواد مغذی، به بذرهای اجباری تبدیل شده باشند.<ref name="Wisheu2000">Wisheu ''et al.'' (2000)</ref> از آنجایی که آتش در این بوم‌سازگان رایج است و خاک دارای مواد مغذی محدودی است، برای گیاهان بسیار کارآمد است که بذرهای زیادی تولید کنند و سپس در آتش‌سوزی بعدی بمیرند. سرمایه‌گذاری در ریشه‌ها برای زنده ماندن در آتش‌سوزی بعدی انرژی زیادی می‌طلبد، زمانی که آن ریشه‌ها سود اضافی کمی از خاک فقیر از مواد مغذی استخراج کنند، کارایی کمتری خواهند داشت. ممکن است زمان تولید سریعی که این بذرهای اجباری نشان می‌دهند منجر به تکامل و گونه‌زایی سریعتر در این بوم‌سازگان شده باشد و در نتیجه جامعه گیاهی بسیار متنوع آن را ایجاد می‌کند.<ref name="Wisheu2000" />

=== علف‌زارها ===
[[علفزار|علف‌زارها]] راحت‌تر از بوم‌سازگان جنگلی و بوته‌ای می‌سوزند، آتش از طریق ساقه و برگ گیاهان علفی حرکت می‌کند و فقط خاک زیرین را حتی در موارد با شدت زیاد گرم می‌کند. در بیشتر بوم‌سازگان مرتعی، آتش روش اصلی [[تجزیه (زیست‌شناسی)|تجزیه]] است که آن را در [[چرخه عناصر غذایی|بازیافت مواد مغذی]] بسیار مهم می‌کند.<ref name="DeBano1998" /> در برخی از سیستم‌های علفزار، آتش تنها پس از ناپدید شدن گله‌های مهاجر [[بزرگ‌زیاگان]] در حال جستجو یا چرا که توسط فشار شکارچیان هدایت می‌شد، به حالت اولیه تجزیه تبدیل شد. در غیاب جوامع عملکردی گله‌های مهاجر بزرگ‌زیاگان گیاه‌خوار و شکارچیان همراه، استفاده بیش از حد از آتش برای حفظ بوم‌سازگان علف‌زار ممکن است منجر به اکسیداسیون بیش از حد، از دست دادن کربن و بیابان‌زایی در اقلیم‌های حساس شود.<ref>{{Cite book|title=Holistic management: a commonsense revolution to restore our environment|last1=Savory|first1=Allan|last2=Butterfield|first2=Jody|isbn=9781610917438|edition=Third|location=Washington|oclc=961894493|date=2016-11-10}}</ref> برخی از بوم‌سازگان مرتعی به آتش واکنش ضعیفی نشان می‌دهند.<ref name="USFS">{{cite journal|last=Brown|first=James K.|author2=Smith, Jane Kapler|year=2000|title=Wildland fire in ecosystems: effects of fire on flora|url=http://www.treesearch.fs.fed.us/pubs/4554|journal=Gen. Tech. Rep. RMRS-GTR-42-vol. 2|publisher=Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station|doi=10.2737/RMRS-GTR-42-V2|access-date=2019-01-04|quote=pp 194-5: Fire frequency has increased in many areas due to invasion of cheatgrass and medusahead, introduced annuals that cure early and remain flammable during a long fire season. Increased fire frequency exerts strong selective pressure against many native plants (Keane and others 1999)|doi-access=free}}</ref>


== منابع ==
== منابع ==

نسخهٔ ‏۲ نوامبر ۲۰۲۲، ساعت ۰۸:۵۸

Panoramic photo series of succession in Florida pine woodland
ترکیبی از عکس‌های گرفته شده در یک نقطه عکس در پناهگاه ملی حیات وحش شیر کوهی فلوریدا. عکس‌ها سراسرنما هستند و نمای ۳۶۰ درجه از یک نقطه نظارت را پوشش می‌دهند. این عکس‌ها قبل از سوختگی تا دو سال پس از سوختگی را شامل می‌شود.

بوم‌شناسی آتش (انگلیسی: Fire ecology)، رشته علمی است که به فرآیندهای طبیعی شامل آتش در یک بوم‌سازگان و اثرات زیست‌محیطی، برهمکنش بین آتش و اجزای غیر زنده و زنده یک بوم‌سازگان و نقش آن به‌عنوان یک فرآیند بوم‌سازگان مربوط می‌شود. بسیاری از بوم‌سازگان، به‌ویژه جنگل‌های مرغزار، گرم‌دشت، چاپارال و جنگل‌های مخروطی، با آتش به‌عنوان یک عامل اساسی در حیات و تجدید زیستگاه تکامل یافته‌اند.[۱] بسیاری از گونه‌های گیاهی در محیط‌های متاثر از آتش‌سوزی برای جوانه زدن، استقرار یا تکثیر نیاز به آتش دارند. سرکوب آتش‌سوزی نه تنها این گونه‌ها را از بین می‌برد، بلکه حیواناتی را که به آنها وابسته هستند نیز از بین می‌برد.[۲]

کمپین‌های تبلیغاتی در ایالات متحده (Campaigns in the United States) به طور تاریخی افکار عمومی را به این باور رسانده‌اند که آتش‌سوزی‌های جنگلی همیشه برای طبیعت مضر هستند. این دیدگاه مبتنی بر این باورهای منسوخ است که بوم‌سازگان به سمت تعادل پیش می‌روند و هر گونه اختلالی مانند آتش‌سوزی هماهنگی طبیعت را مختل می‌کند. تحقیقات بوم‌شناسی جدیدتر نشان داده است، با این حال، آتش جزء جدایی‌ناپذیر عملکرد و تنوع زیستی بسیاری از زیستگاه‌های طبیعی است و موجودات موجود در این جوامع برای مقاومت در برابر آتش‌سوزی طبیعی و حتی برای بهره‌برداری سازگار شده‌اند. به‌طور کلی‌تر، آتش در حال حاضر به‌عنوان یک "اختلال طبیعی" در نظر گرفته می‌شود، شبیه به سیل، طوفان و زمین‌لغزش، که منجر به تکامل گونه‌ها شده و ویژگی‌های بوم‌سازگان را کنترل می‌کند.[۳]

مهار آتش در ترکیب با سایر تغییرات محیطی ناشی از انسان، ممکن است منجر به عواقب غیرقابل پیش‌بینی برای بوم‌سازگان طبیعی شود. برخی از آتش‌سوزی‌های بزرگ در ایالات‌متحده به دلیل سال‌ها مهار آتش و گسترش مداوم مردم به بوم‌سازگان سازگار با آتش، مقصر شناخته شده‌اند، اما تغییرات آب و هوایی به احتمال زیاد عامل آن است.[۴] مدیران سرزمین با سؤالات سختی در مورد چگونگی بازگرداندن رژیم آتش‌سوزی (Fire regime) طبیعی روبرو هستند، اما اجازه دادن به آتش‌سوزی کم هزینه‌ترین و احتمالاً مؤثرترین روش است.

آتش‌سوزی قدیمی (Old Fire) در کوه‌های سن برناردینو (San Bernardino Mountains) (تصویر گرفته شده از ایستگاه فضایی بین‌المللی)

[۵]

اجزای آتش‌سوزی

یک رژیم آتش ویژگی‌های آتش و نحوه تعامل آن با یک بوم‌سازگان خاص را توصیف می‌کند.[۶] "شدت" آن اصطلاحی است که بوم‌شناسان برای اشاره به تأثیر آتش‌سوزی بر بوم‌سازگان استفاده می‌کنند. معمولاً با استفاده از ابزارهایی مانند سنجش از دور که می‌تواند تخمین منطقه سوخته، شدت و خطر آتش‌سوزی مرتبط با یک منطقه را تشخیص دهد مطالعه می‌شود.[۷] بوم‌شناسان می‌توانند این را به طرق مختلف تعریف کنند، اما یکی از راه‌ها تخمین مرگ و میر گیاهان است. آتش می‌تواند در سه سطح بسوزد. آتش‌سوزی‌های زمینی از طریق خاکی که سرشار از مواد آلی است می‌سوزد. آتش‌های سطحی از طریق مواد گیاهی مرده‌ای که روی زمین قرار دارند می‌سوزند. آتش تاج در بالای درختچه‌ها و درختان می‌سوزد. بوم‌سازگان به‌طور کلی ترکیبی از هر سه را تجربه می‌کنند.[۸]

آتش‌سوزی‌ها اغلب در فصل‌های خشک رخ می‌دهند، اما در برخی مناطق، آتش‌سوزی‌های جنگلی معمولاً در زمانی از سال که رعد و برق شایع است نیز رخ می‌دهد. فرکانس وقوع آتش‌سوزی در یک مکان خاص در طول یک سال، معیاری است که نشان می‌دهد آتش‌سوزی‌های جنگلی در یک بوم‌سازگان خاص چقدر رایج هستند. این یا به‌عنوان میانگین فاصله بین آتش‌سوزی در یک مکان معین، یا متوسط ​​فاصله بین آتش‌سوزی در یک منطقه مشخص شده معادل تعریف می‌شود.[۸] به‌عنوان انرژی آزاد شده در واحد طول خط آتش (کیلووات بر متر)، شدت آتش‌سوزی می‌تواند به‌صورت تخمین زده شود.

  • محصول از
    • نرخ گسترش خطی (متر بر ثانیه)،
    • گرمای کم احتراق (کیلوژول کیلوگرم)،
    • و جرم سوخت احتراق در واحد سطح،
  • یا می‌توان آن را از طول شعله تخمین زد.[۹]

واکنش‌های غیر زنده

مزارع کاج رادیاتا در آتش‌سوزی‌های کوهستانی ویکتوریای شرقی در استرالیا در سال ۲۰۰۳ سوخت.

آتش‌سوزی می‌تواند خاک را از طریق فرآیندهای گرمایش و احتراق تحت تأثیر قرار دهد. بسته به دمای خاک‌ها، ناشی از فرآیندهای احتراق، اثرات متفاوتی از تبخیر آب در محدوده‌های دمایی پایین‌تر تا احتراق مواد آلی خاک و تشکیل مواد آلی گرمازا، که به نام زغال چوب نیز شناخته می‌شود رخ می‌دهد.[۱۰]

آتش‌سوزی می‌تواند از طریق عملکردهای مختلف، که شامل اکسیداسیون، تبخیر، فرسایش، و شستشو توسط آب می‌شود، تغییراتی در عناصر غذایی خاک ایجاد کند، اما این رویداد معمولاً باید در دمای بالا باشد تا از دست دادن قابل‌توجه مواد غذایی رخ دهد. با این حال، مقدار مواد مغذی موجود در خاک معمولاً به دلیل خاکستری که تولید می‌شود افزایش می‌یابد و این به سرعت در دسترس قرار می‌گیرد، برخلاف آزاد شدن آهسته مواد مغذی در اثر تجزیه.[۱۱] پوسته پوسته شدن سنگ (یا لایه‌برداری حرارتی)، هوازدگی سنگ را تسریع نموده و به‌طور بالقوه آزاد شدن برخی مواد مغذی را موجب می‌شود.

معمولاً به دنبال آتش‌سوزی، افزایش پی‌اچ خاک مشاهده می‌شود که به احتمال زیاد به دلیل تشکیل کربنات کلسیم و تجزیه بعدی این کربنات کلسیم به اکسید کلسیم هنگامی که دما حتی بالاتر می‌رود می‌باشد.[۱۰] همچنین می‌تواند به دلیل افزایش محتوای کاتیونی در خاک به دلیل خاکستر باشد که به‌طور موقت پی‌اچ خاک را افزایش می‌دهد. فعالیت میکروبی در خاک نیز ممکن است به دلیل گرم شدن خاک و افزایش محتوای مواد مغذی در خاک افزایش یابد، اگرچه مطالعات همچنین از بین رفتن کامل میکروب‌ها در لایه بالایی خاک پس از آتش‌سوزی را نشان داده است.[۱۱][۱۲] به‌طور کلی، خاک‌ها به دلیل سوختن اسید پس از آتش‌سوزی بازی‌تر (پی‌اچ بالاتر) می‌شوند. با انجام واکنش‌های شیمیایی جدید در دماهای بالا، آتش حتی می‌تواند بافت و ساختار خاک را با تأثیر بر محتوای رس و تخلخل خاک تغییر دهد.

حذف پوشش گیاهی به دنبال آتش‌سوزی می‌تواند اثرات متعددی بر خاک داشته باشد، از جمله افزایش دمای خاک در طول روز به دلیل افزایش تابش خورشید در سطح خاک و خنک شدن بیشتر به دلیل از دست دادن گرمای تابشی در شب. برگ‌های کمتر برای جلوگیری از باران نیز باعث می‌شود باران بیشتری به سطح خاک برسد و با جذب آب کمتر توسط گیاهان، مقدار آب در خاک ممکن است افزایش یابد. با این حال، ممکن است دیده شود که خاکستر در صورت خشک شدن می‌تواند دفع کننده آب باشد، و بنابراین محتوای آب و در دسترس بودن ممکن است در واقع افزایش نیابد.[۱۳]

واکنش‌ها و سازگاری‌های زنده

گیاهان

مخروط‌های کاج ساحلی

گیاهان سازگاری‌های زیادی برای مقابله با آتش ایجاد کرده‌اند. از میان این سازگاری‌ها، یکی از شناخته‌شده‌ترین آن‌ها احتمالاً پیریسنت (pyriscence) است، که در آن بلوغ و رها شدن بذرها، به‌طور کامل یا جزئی، توسط آتش یا دود آغاز می‌شود. این رفتار اغلب به اشتباه سروتینی نامیده می‌شود، اگرچه این اصطلاح واقعاً به دسته بسیار گسترده‌تری از انتشار بذر که توسط هر محرکی فعال می‌شود اشاره می‌کند. همه گیاهان پیریسنت، سروتینی هستند، اما همه گیاهان سروتینی، پیریسنت نیستند (بعضی از آنها نکریسنت (necriscent)، هیگریسنت (hygriscent)، زِریسنت (xeriscent) و سولیسنت (soliscent) یا ترکیبی از آنها هستند). از سوی دیگر، جوانه‌زدن بذر فعال شده توسط ماشه را نباید با پیریسنت اشتباه گرفت چون به‌عنوان خواب فیزیولوژیکی شناخته می‌شود.

برای نمونه، در جوامع بیشه‌زارهای کالیفرنیا، برخی از گیاهان دارای برگ‌هایی هستند که با روغن‌های قابل اشتعال پوشیده شده‌اند که آتش‌سوزی شدید را تحریک می‌کنند.[۱۴] این گرما باعث جوانه‌زدن بذرهای فعال در آتش آنها می‌شود (نمونه‌ای از خواب) و گیاهان جوان می‌توانند از عدم رقابت در یک منظره سوخته استفاده کنند. سایر گیاهان دارای بذرهای فعال شده با دود یا جوانه‌های فعال شده با آتش هستند. مخروط‌های کاج ساحلی پیریسنت هستند: آنها با رزینی مهر و موم شده‌اند که آتش آن را ذوب می‌کند و بذرها را آزاد می‌کند.[۱۵] بسیاری از گونه‌های گیاهی، از جمله درخت سکویای مقاوم به سایه، برای ایجاد شکاف‌هایی در تاج پوشش گیاهی نیاز به آتش دارند که نور را به داخل عبور داده و به نهال‌هایشان اجازه می‌دهد با نهال‌های مقاوم‌تر در برابر سایه‌های گونه‌های دیگر رقابت کنند و به همین ترتیب خود را تثبیت کنند.[۱۶] از آنجا که طبیعت ثابت آنها مانع از هرگونه اجتناب از آتش می‌شود، گونه‌های گیاهی ممکن است نامقاوم در آتش، نیمه‌مقاوم در آتش یا مقاوم در آتش باشند.[۱۷]

نامقاوم در آتش

نیمه‌مقاوم در آتش. رشد مجدد معمول پس از آتش‌سوزی در استرالیا.

گونه‌های گیاهی نامقاوم در آتش معمولاً بسیار قابل اشتعال هستند و در اثر آتش‌سوزی کاملاً از بین می‌روند. برخی از این گیاهان و بذرهای آنها ممکن است به سادگی پس از آتش‌سوزی از جامعه محو شوند و دیگر برنگردند. دیگران سازگار شده‌اند تا اطمینان حاصل کنند که فرزندانشان تا نسل بعدی زنده می‌مانند. "بذرهای اجباری" گیاهانی با ذخیره‌های بزرگ بذر فعال در آتش هستند که پس از آتش‌سوزی به‌سرعت جوانه می‌زنند، رشد می‌کنند و به سرعت بالغ می‌شوند تا قبل از آتش‌سوزی بعدی، بانک بذر را تکثیر و تجدید کنند.[۱۷][۱۸] بذرها ممکن است حاوی پروتئین گیرنده کی‌ای‌آی۲ (KAI2) باشند که توسط هورمون‌های رشد کارریکین (Karrikin) آزاد شده توسط آتش فعال می‌شود.[۱۹]

نیمه‌مقاوم در آتش

گونه‌های نیمه‌مقاوم در آتش قادر به تحمل درجه‌ای از سوختن هستند و علیرغم آسیب آتش‌سوزی به رشد خود ادامه می‌دهند. گاهی به این گیاهان ری‌اسپروتر (Resprouter) نیز گفته می‌شود. بوم‌شناسان نشان داده‌اند که برخی از گونه‌های جوانه‌زن انرژی اضافی را در ریشه‌های خود ذخیره می‌کنند تا به بازیابی و رشد مجدد پس از آتش‌سوزی کمک کنند.[۱۷][۱۸] برای نمونه، پس از آتش‌سوزی در استرالیا (Bushfires in Australia)، درخت اکالیپتوس خاکستری کوهستان (Eucalyptus cypellocarpa) شروع به تولید توده‌ای از شاخه‌های برگ از پایه درخت تا بالای تنه می‌کند و مانند یک چوب سیاه به نظر می‌رسد که کاملاً با برگ‌های جوان و سبز پوشیده شده است.

مقاوم در آتش

گیاهان مقاوم در برابر آتش در طول رژیم آتش به‌طور مشخص آسیب کمی می‌بینند. این درختان شامل درختان بزرگی است که قسمت‌های قابل اشتعال آنها در بالای آتش‌های سطحی قرار دارند. کاج زرد بالغ نمونه‌ای از گونه‌های درختی است که تحت یک رژیم آتش‌سوزی خفیف، عملاً هیچ آسیبی به تاج نمی‌خورد، زیرا شاخه‌های پایین‌تر و آسیب‌پذیر خود را در زمان بلوغ می‌ریزد.[۱۷][۲۰]

جانوران، پرندگان و میکروب‌ها

گله مختلط شاهین در حال شکار در داخل و اطراف یک آتش‌سوزی

مانند گیاهان، جانوران نیز طیف وسیعی از توانایی‌ها را برای مقابله با آتش نشان می‌دهند، اما تفاوت آنها با بیشتر گیاهان در این است که برای زنده ماندن باید از آتش واقعی اجتناب کنند. اگرچه پرندگان ممکن است هنگام لانه‌سازی آسیب‌پذیر باشند، اما به‌طور کلی قادر به فرار از آتش هستند. در واقع آنها اغلب از اینکه بتوانند طعمه‌های در حال فرار از آتش را بگیرند و پس از آن سریعاً مناطق سوخته شده را دوباره مستعمره کنند سود می‌برند. در واقع، بسیاری از گونه‌های حیات‌وحش در سطح جهان برای ایجاد و حفظ زیستگاه به آتش‌سوزی‌های مکرر در بوم‌سازگان وابسته به آتش وابسته هستند.[۲۱] برخی شواهد انسان‌شناسی و قومی-پرنده‌شناسی نشان می‌دهند که گونه‌های خاصی از شکارچیان آتش‌گشت ممکن است در انتشار عمدی آتش برای بیرون راندن طعمه شرکت کنند.[۲۲][۲۳] پستانداران اغلب قادرند از آتش بگریزند یا اگر بتوانند برای پوشش نقب بزنند. دوزیستان و خزندگان ممکن است با نقب‌زدن در زمین یا استفاده از گودال حیوانات دیگر از شعله آتش فرار کنند. به ویژه دوزیستان می‌توانند به آب یا گل بسیار مرطوب پناه ببرند.[۱۷]

برخی از بندپایان نیز در هنگام آتش‌سوزی پناه می‌گیرند، اگرچه گرما و دود ممکن است برخی از آنها را در معرض خطر قرار دهد.[۲۴] موجودات میکروبی در خاک از نظر تحمل گرما متفاوت هستند، اما احتمال بیشتری وجود دارد که بتوانند از آتش‌سوزی جان سالم به در ببرند اگر بیشتر در عمق خاک باشند. شدت آتش کم، عبور سریع شعله‌ها و خاک خشک نیز کمک کننده خواهد بود. افزایش مواد مغذی موجود پس از پایان آتش ممکن است منجر به جوامع میکروبی بزرگتر از قبل از آتش شود.[۲۵] به‌طور کلی تحمل گرمای بیشتر باکتری‌ها نسبت به قارچ‌ها باعث می‌شود که تنوع جمعیت میکروبی خاک پس از آتش‌سوزی بسته به شدت آتش‌سوزی، عمق میکروب‌ها در خاک و وجود پوشش گیاهی تغییر کند.[۲۶] به نظر می‌رسد گونه‌های خاصی از قارچ‌ها مانند سیلیندروکارپون ویرانگرها (Cylindrocarpon destructans) تحت تأثیر آلاینده‌های احتراق که می‌توانند از جمعیت مجدد خاک سوخته توسط سایر میکروارگانیسم‌ها جلوگیری کنند قرار نمی‌گیرند و بنابراین شانس بیشتری برای زنده ماندن در آتش‌سوزی و سپس کلون کردن مجدد و خارج شدن از رقابت با دیگر گونه‌های قارچی دارند.[۲۷]

آتش و جانشینی زیست‌محیطی

رفتار آتش در هر بوم‌سازگان متفاوت است و موجودات موجود در آن بوم‌سازگان بر این اساس سازگار شده‌اند. یک کلیت گسترده این است که در همه بوم‌سازگان، آتش موزاییکی از تکه‌های زیستگاه مختلف ایجاد می‌کند، با مناطقی که به تازگی سوزانده شده‌اند تا مناطقی که برای چندین سال تحت‌تأثیر آتش قرار نگرفته‌اند. این شکلی از جانشینی بوم‌شناسی است که در آن یک مکان تازه سوخته از طریق مراحل مستمر و جهت‌دار استعمار به دنبال تخریب ناشی از آتش‌سوزی پیش می‌رود.[۲۸] بوم‌شناسان معمولاً جانشینی را از طریق تغییرات در پوشش گیاهی که به‌طور متوالی ایجاد می‌شود مشخص می‌کنند. پس از آتش‌سوزی، اولین گونه‌هایی که مجدداً مستعمره می‌شوند، آنهایی هستند که بذرهایشان از قبل در خاک وجود دارد یا آنهایی که بذرهایشان می‌توانند به سرعت به منطقه سوخته سفر کنند. اینها عموماً گیاهان علفی سریع الرشد هستند که به نور نیاز دارند و سایه را تحمل نمی‌کنند. با گذشت زمان، رشد آهسته‌تر گونه‌های چوبی مقاوم در برابر سایه، برخی از گیاهان علفی را سرکوب می‌کنند.[۲۹]

مخروطیان اغلب گونه‌های متوالی اولیه هستند، در حالی که درختان پهن برگ اغلب در غیاب آتش جایگزین آنها می‌شوند. از این رو، بسیاری از جنگل‌های مخروطی خود وابسته به آتش‌سوزی مکرر هستند.[۳۰] آتش‌سوزی‌های طبیعی و انسانی همه بوم‌سازگان، از تورب‌زارها گرفته تا بوته‌ها تا جنگل‌ها و مناظر گرمسیری را تحت‌تأثیر قرار می‌دهند. این بر نحوه ساختار و عملکرد بوم‌سازگان تأثیر می‌گذارد. اگرچه همیشه آتش‌سوزی‌های جنگلی به‌طور طبیعی وجود داشته‌اند، اما در سال‌های اخیر فراوانی آتش‌سوزی‌ها به سرعت افزایش یافته است. این امر عمدتاً به دلیل کاهش بارندگی، افزایش دما و افزایش اشتعال انسان است.[۳۱]

گونه‌های مختلف گیاهان، حیوانات و میکروب‌ها در بهره‌برداری از مراحل مختلف در این فرآیند جانشینی تخصص دارند و با ایجاد انواع مختلف تکه‌ها، آتش به تعداد بیشتری از گونه‌ها در یک منظره اجازه وجود می‌دهد. ویژگی‌های خاک عاملی در تعیین ماهیت خاص یک بوم‌سازگان سازگار با آتش خواهد بود، همانطور که آب و هوا و توپوگرافی نیز همینطور است. فرکانس‌های مختلف آتش نیز منجر به مسیرهای متوالی متفاوت می‌شود. فواصل کوتاه بین آتش‌سوزی‌ها اغلب گونه‌های درختی را به دلیل زمان مورد نیاز برای بازسازی بانک بذر از بین می‌برد و در نتیجه با گونه‌های بذر سبک‌تر مانند علف‌ها و گیاهان گل‌ده جایگزین می‌شود.[۳۲]

نمونه‌هایی از آتش‌سوزی در بوم‌سازگان مختلف

جنگل‌ها

آتش‌سوزی‌های خفیف تا متوسط ​​در سطح زیرین جنگل می‌سوزند و درختان کوچک و پوشش‌های زیرزمینی علفی را از بین می‌برند. آتش‌سوزی‌های شدید تاج درختان را می‌سوزاند و بیشتر پوشش گیاهی غالب را از بین می‌برد. آتش‌سوزی تاج ممکن است برای حفظ آتش در تاج جنگلی به پشتیبانی از سوخت زمینی نیاز داشته باشد (آتش‌سوزی غیرفعال تاج) یا آتش ممکن است مستقل از هر گونه پشتیبانی سوخت زمینی در تاج‌پوش بسوزد (یک آتش‌سوزی فعال تاج). آتش‌سوزی با شدت بالا زیستگاه جنگلی پیچیده اولیه یا جنگل گیر با سطوح بالایی از تنوع زیستی را ایجاد می‌کند. هنگامی که یک جنگل به‌طور مکرر می‌سوزد و در نتیجه رسوبات گیاهی کمتری دارد، دمای خاک زیر زمین فقط اندکی افزایش می‌یابد و برای ریشه‌هایی که در عمق خاک قرار دارند کشنده نخواهد بود.[۲۴] اگرچه سایر خصوصیات جنگل بر تأثیر آتش‌سوزی بر آن تأثیر می‌گذارد، عواملی مانند آب و هوا و عارضه‌نگاری نقش مهمی در تعیین شدت آتش‌سوزی و گستردگی آتش دارند.[۳۳] آتش‌سوزی‌ها در سال‌های خشکسالی بیشترین گسترش را دارند، در دامنه‌های بالایی شدیدتر هستند و تحت تأثیر نوع پوشش گیاهی در حال رشد هستند.

جنگل‌های بریتیش کلمبیا

در کانادا، جنگل ها حدود ۱۰ درصد از مساحت زمین را پوشش می‌دهند و در عین حال ۷۰ درصد از پرندگان و گونه‌های پستانداران زمینی را در خود جای داده‌اند. رژیم‌های آتش‌سوزی طبیعی در حفظ مجموعه متنوعی از گونه‌های مهره‌داران در دوازده نوع جنگل مختلف در بریتیش کلمبیا مهم هستند.[۳۴] گونه‌های مختلف برای بهره‌برداری از مراحل مختلف جانشینی، رشد مجدد و تغییر زیستگاه که پس از یک دوره سوزاندن رخ می‌دهد، مانند درختان و آوارها سازگار شده‌اند. ویژگی‌های آتش‌سوزی اولیه، مانند اندازه و شدت آن، باعث می‌شود که زیستگاه پس از آن به طور متفاوتی تکامل یابد و بر نحوه استفاده گونه‌های مهره‌دار از مناطق سوخته تأثیر بگذارد.[۳۴] تغییر در شدت آتش‌سوزی جنگل در طول زمان برای دوره‌ای از سال ۱۶۰۰ در منطقه‌ای از مرکز بریتیش کلمبیا مورد مطالعه قرار گرفته است و از زمان وضع مقررات با مهار آتش سازگار است.[۳۵]

بوته‌زارها

آتش درختچه معمولاً در سایبان متمرکز می‌شوند و اگر درختچه‌ها به اندازه کافی به هم نزدیک باشند، به‌طور مداوم گسترش می‌یابد. بوته‌زارها معمولاً خشک هستند و مستعد انباشته شدن سوخت‌های بسیار فرار به‌ویژه در دامنه تپه‌ها هستند. آتش‌سوزی مسیر کمترین رطوبت و بیشترین مقدار مواد سوختی مرده را دنبال می‌کند. دمای خاک سطحی و زیرزمینی در هنگام سوختگی معمولاً بالاتر از دمای آتش‌سوزی در جنگل است زیرا مراکز احتراق نزدیک به زمین هستند، اگرچه این می‌تواند بسیار متفاوت باشد.[۲۴] گیاهان رایج در بوته‌زار یا چاپارال عبارتند از: مانزانیتا (Manzanita)، چمیز و درخته کایوت (Baccharis pilularis).

بوته‌زارهای کالیفرنیا

بوته‌زار کالیفرنیا، که معمولاً به عنوان چاپارال شناخته می‌شود، یک جامعه گیاهی گسترده از گونه‌های کم رشد است که معمولاً در مناطق شیب‌دار خشک رشته ساحلی کالیفرنیا یا دامنه‌های غربی سیرا نوادا است. تعدادی از درختچه‌ها و اشکال درختچه‌های درختی رایج در این انجمن وجود دارد، از جمله سالال (Gaultheria shallon)، تویون (Heteromeles)، قهوه‌بری (Frangula californica) و بلوط سمی غربی.[۳۶] باززایی پس از آتش‌سوزی معمولاً عامل اصلی ارتباط این گونه‌ها است.

بوته‌زارهای فینبوس آفریقای جنوبی

بوته زارهای فینبوس (Fynbos) در یک کمربند کوچک در سراسر آفریقای جنوبی وجود دارد. گونه‌های گیاهی در این بوم‌سازگان بسیار متنوع هستند، با این حال اکثر این گونه‌ها بذر اجباری هستند، یعنی آتش‌سوزی باعث جوانه‌زدن بذرها می‌شود و به همین دلیل گیاهان چرخه زندگی جدیدی را آغاز می‌کنند. این گیاهان ممکن است به‌عنوان پاسخی به آتش‌سوزی و خاک‌های فقیر از مواد مغذی، به بذرهای اجباری تبدیل شده باشند.[۳۷] از آنجایی که آتش در این بوم‌سازگان رایج است و خاک دارای مواد مغذی محدودی است، برای گیاهان بسیار کارآمد است که بذرهای زیادی تولید کنند و سپس در آتش‌سوزی بعدی بمیرند. سرمایه‌گذاری در ریشه‌ها برای زنده ماندن در آتش‌سوزی بعدی انرژی زیادی می‌طلبد، زمانی که آن ریشه‌ها سود اضافی کمی از خاک فقیر از مواد مغذی استخراج کنند، کارایی کمتری خواهند داشت. ممکن است زمان تولید سریعی که این بذرهای اجباری نشان می‌دهند منجر به تکامل و گونه‌زایی سریعتر در این بوم‌سازگان شده باشد و در نتیجه جامعه گیاهی بسیار متنوع آن را ایجاد می‌کند.[۳۷]

علف‌زارها

علف‌زارها راحت‌تر از بوم‌سازگان جنگلی و بوته‌ای می‌سوزند، آتش از طریق ساقه و برگ گیاهان علفی حرکت می‌کند و فقط خاک زیرین را حتی در موارد با شدت زیاد گرم می‌کند. در بیشتر بوم‌سازگان مرتعی، آتش روش اصلی تجزیه است که آن را در بازیافت مواد مغذی بسیار مهم می‌کند.[۲۴] در برخی از سیستم‌های علفزار، آتش تنها پس از ناپدید شدن گله‌های مهاجر بزرگ‌زیاگان در حال جستجو یا چرا که توسط فشار شکارچیان هدایت می‌شد، به حالت اولیه تجزیه تبدیل شد. در غیاب جوامع عملکردی گله‌های مهاجر بزرگ‌زیاگان گیاه‌خوار و شکارچیان همراه، استفاده بیش از حد از آتش برای حفظ بوم‌سازگان علف‌زار ممکن است منجر به اکسیداسیون بیش از حد، از دست دادن کربن و بیابان‌زایی در اقلیم‌های حساس شود.[۳۸] برخی از بوم‌سازگان مرتعی به آتش واکنش ضعیفی نشان می‌دهند.[۳۹]

منابع

  1. ↑ Dellasala, Dominick A.; Hanson, Chad T. (7 July 2015). The Ecological Importance of Mixed-Severity Fires. ISBN 9780128027493.
  2. ↑ Hutto, Richard L. (2008-12-01). "The Ecological Importance of Severe Wildfires: Some Like It Hot". Ecological Applications (به انگلیسی). 18 (8): 1827–1834. doi:10.1890/08-0895.1. ISSN 1939-5582. PMID 19263880.
  3. ↑ The ecology of natural disturbance and patch dynamics. Pickett, Steward T., 1950-, White, P. S. Orlando, Fla.: Academic Press. 1985. ISBN 978-0125545204. OCLC 11134082.{{cite book}}: نگهداری CS1: سایر موارد (link)
  4. ↑ Westerling, A. L.; Hidalgo, H. G.; Cayan, D. R.; Swetnam, T. W. (2006-08-18). "Warming and Earlier Spring Increase Western U.S. Forest Wildfire Activity". Science (به انگلیسی). 313 (5789): 940–943. Bibcode:2006Sci...313..940W. doi:10.1126/science.1128834. ISSN 0036-8075. PMID 16825536.
  5. ↑ Noss, Reed F.; Franklin, Jerry F.; Baker, William L.; Schoennagel, Tania; Moyle, Peter B. (2006-11-01). "Managing fire-prone forests in the western United States". Frontiers in Ecology and the Environment (به انگلیسی). 4 (9): 481–487. doi:10.1890/1540-9295(2006)4[481:MFFITW]2.0.CO;2. ISSN 1540-9309.
  6. ↑ Whitlock, Cathy; Higuera, P.E.; McWethy, D.B.; Briles, C.E. (2010). "Paleoecological Perspectives on Fire Ecology: Revisiting the Fire-Regime Concept". The Open Ecology Journal. 3 (2): 6–23. doi:10.2174/1874213001003020006.
  7. ↑ Szpakowski, David; Jensen, Jennifer (2019-11-12). "A Review of the Applications of Remote Sensing in Fire Ecology". Remote Sensing. 11 (22): 2638. Bibcode:2019RemS...11.2638S. doi:10.3390/rs11222638. ISSN 2072-4292.
  8. ↑ ۸٫۰ ۸٫۱ Bond and Keeley 2005
  9. ↑ Byram, 1959
  10. ↑ ۱۰٫۰ ۱۰٫۱ Santín, Cristina; Doerr, Stefan H. (2016-06-05). "Fire effects on soils: the human dimension". Phil. Trans. R. Soc. B (به انگلیسی). 371 (1696): 20150171. doi:10.1098/rstb.2015.0171. ISSN 0962-8436. PMC 4874409. PMID 27216528.
  11. ↑ ۱۱٫۰ ۱۱٫۱ Pivello, Vânia Regina; Oliveras, Imma; Miranda, Heloísa Sinátora; Haridasan, Mundayatan; Sato, Margarete Naomi; Meirelles, Sérgio Tadeu (2010-12-01). "Effect of fires on soil nutrient availability in an open savanna in Central Brazil". Plant and Soil (به انگلیسی). 337 (1–2): 111–123. doi:10.1007/s11104-010-0508-x. ISSN 0032-079X. S2CID 24744658.
  12. ↑ Mataix-Solera, J.; Cerdà, A.; Arcenegui, V.; Jordán, A.; Zavala, L.M. (2011). "Fire effects on soil aggregation: A review". Earth-Science Reviews (به انگلیسی). 109 (1–2): 44–60. Bibcode:2011ESRv..109...44M. doi:10.1016/j.earscirev.2011.08.002.
  13. ↑ Robichaud, Peter R.; Wagenbrenner, Joseph W.; Pierson, Fredrick B.; Spaeth, Kenneth E.; Ashmun, Louise E.; Moffet, Corey A. (2016). "Infiltration and interrill erosion rates after a wildfire in western Montana, USA". CATENA (به انگلیسی). 142: 77–88. doi:10.1016/j.catena.2016.01.027.
  14. ↑ "Fire (U.S. National Park Service)".
  15. ↑ USDA Forest Service
  16. ↑ US National Park Service
  17. ↑ ۱۷٫۰ ۱۷٫۱ ۱۷٫۲ ۱۷٫۳ ۱۷٫۴ Kramp et al. 1986
  18. ↑ ۱۸٫۰ ۱۸٫۱ Knox and Clarke 2005
  19. ↑ "Smoke signals: How burning plants tell seeds to rise from the ashes". Salik researchers. Salk Institute for Biological Studies. April 29, 2013. Retrieved 2013-04-30.
  20. ↑ Pyne 2002
  21. ↑ Harper, Craig A.; Ford, W. Mark; Lashley, Marcus A.; Moorman, Christopher E.; Stambaugh, Michael C. (August 2016). "Fire Effects on Wildlife in the Central Hardwoods and Appalachian Regions, USA". Fire Ecology (به انگلیسی). 12 (2): 127–159. doi:10.4996/fireecology.1202127. ISSN 1933-9747.
  22. ↑ Gosford, Robert (Nov 2015). "Ornithogenic Fire: Raptors as Propagators of Fire in the Australian Savanna" (PDF). 2015 Raptor Research Foundation Annual Conference, Nov 4 – 8, Sacramento, California. Retrieved 23 February 2017.
  23. ↑ Bonta, Mark (2017). "Intentional fire-spreading by "firehawk" raptors in Northern Australia". Journal of Ethnobiology. 37 (4): 700–718. doi:10.2993/0278-0771-37.4.700. S2CID 90806420.
  24. ↑ ۲۴٫۰ ۲۴٫۱ ۲۴٫۲ ۲۴٫۳ DeBano et al. 1998
  25. ↑ Hart et al. 2005
  26. ↑ Andersson, Michael (5 May 2014). "Tropical savannah woodland: effects of experimental fire on soil microorganisms and soil emissions of carbon dioxide". Soil Biology and Biochemistry. 36 (5): 849–858. doi:10.1016/j.soilbio.2004.01.015.
  27. ↑ Widden, P (March 1975). "The effects of a forest fire on soil microfungi". Soil Biology and Biochemistry. 7 (2): 125–138. doi:10.1016/0038-0717(75)90010-3.
  28. ↑ Begon et al. 1996, pg. 692
  29. ↑ Begon et al. 1996, pg 700
  30. ↑ Keddy 2007, Chapter 6
  31. ↑ IPCC Sixth Assessment Report
  32. ↑ "California Native Plants Society".
  33. ↑ Beaty and Taylor (2001)
  34. ↑ ۳۴٫۰ ۳۴٫۱ Bunnell (1995)
  35. ↑ Brooks, Wesley; Daniels, Lora D.; Copes-Gerbitz, Kelsey; Barron, Jennifer N.; Carroll, Allen L. (2021-06-28). "A Disrupted Historical Fire Regime in Central British Columbia". Frontiers in Ecology and Evolution. 9. doi:10.3389/fevo.2021.676961.
  36. ↑ C.Michael Hogan (2008) "Western poison-oak: Toxicodendron diversilobum" بایگانی‌شده در ژوئیه ۲۱, ۲۰۰۹ توسط Wayback Machine, GlobalTwitcher, ed. Nicklas Strömberg
  37. ↑ ۳۷٫۰ ۳۷٫۱ Wisheu et al. (2000)
  38. ↑ Savory, Allan; Butterfield, Jody (2016-11-10). Holistic management: a commonsense revolution to restore our environment (Third ed.). Washington. ISBN 9781610917438. OCLC 961894493.
  39. ↑ Brown, James K.; Smith, Jane Kapler (2000). "Wildland fire in ecosystems: effects of fire on flora". Gen. Tech. Rep. RMRS-GTR-42-vol. 2. Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station. doi:10.2737/RMRS-GTR-42-V2. Retrieved 2019-01-04. pp 194-5: Fire frequency has increased in many areas due to invasion of cheatgrass and medusahead, introduced annuals that cure early and remain flammable during a long fire season. Increased fire frequency exerts strong selective pressure against many native plants (Keane and others 1999)
برگرفته از «https://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=بوم‌شناسی_آتش&oldid=35860116»