生物学

吠叫后野生火更严重吗?

树皮甲虫负责美国丘陵林林中的大量死树。Carolyn Sieg及其同事利用基于物理的火灾行为模型的Carolyn Sieg和同事分析了树皮甲虫和越来越严厉的野火引起的树死亡率之间的关系。该团队寻求了解甲虫的火灾是否更严重,即如果他们留下更少的绿叶,或者微小的甲虫可以与后续野火的相互作用比以前理解更复杂。

整个西北美洲,天然吠甲虫(Dendroctonus,IPS SPP。)蓬勃发展。不幸的是,他们的成功有助于广泛的树木死亡率。树皮甲虫引起的树死亡的影响是众多因素之一,这些因素是更好地了解美国丘陵林林中严重野火的原因之一。无论是由树皮甲虫引起的广泛树木死亡是否导致更严重的火灾发生在科学家之间的争论,突破性的结果导致了媒体中的大量混乱。Carolyn Sieg的Carolyn Sieg研究,USDA森林服务,她的团队提出了一种分析森林火灾中涉及的复杂相互作用的新方法。该团队使用由洛斯阿拉姆斯国家实验室的Rod Linn开发的基于物理的消防模型,与岩石山研究站合作,探索如何在树皮甲虫影响的森林中燃烧。他们的工作有助于科学了解由小树皮甲虫引起的树死亡率与后续野火的严重程度的关系。

森林野火可以杀死大量的树木,难以预测,控制和预防难以预测。有许多因素会影响通过树皮甲虫杀死的树木燃烧的火灾严重程度。这些因素包括森林类型,树死亡率和天气条件的森林类型,金额和阶段。由于这么多因素的相互作用的复杂性,几乎不可能复制森林火灾的条件,以便在实验情况下分析单个变量。因此,基于计算机的模拟可以是研究森林火灾的研究人员的有用工具。

Carolyn Sieg的Carolyn Sieg和她的团队研究了一种分析森林火灾所涉及的复杂相互作用的新方法。

预测森林火灾行为的计算机模型
Carolyn Sieg目前作为一名研究生态学家与美国农业部森林服务岩石山研究站一起工作,并研究了野火多年的影响。为了开展她的最新研究,Sieg管理了一支不同研究背景的人团队,以最大限度地利用共同的知识和经验。技能组合已经允许应用基于物理的模型来预测火灾行为。

Sieg领导的研究人员的多学科团队是探索森林火灾和树皮甲虫之间的关系。The team included researchers from national laboratories in the U.S. (Rod Linn of Los Alamos National Laboratory) and France (Francois Pimont of Ecologie des Forêts Méditerranéennes), universities (Chad Hoffman of Colorado State University), plus other Forest Service staff (Joel McMillin of Idaho and L. Scott Baggett of Colorado).

火灾行为模拟:现场数据用于创建类似森林。模拟了4级火灾死亡率。

该项目的研究是在美国进行的,其中森林火灾经常发生,在某些森林类型中的严重程度继续增长。由于对消除太多因素的问题的复杂性是不现实的,研究团队热衷于使用计算机建模软件来分析和预测数据中的模式,从而允许他们确认戏剧的众多因素。虽然独立地研究了因素很重要,但团队使用的基于物理的模型允许更多的是要考虑的因素之间的复杂关系。

运行模拟
该团队使用了三维物理的建模软件,基于实际数据构建大型虚拟林。该团队聚集了有关Ponderosa Pine林中森林特征的广泛现场数据,树皮甲虫引起的树木死亡率不同。然后,他们使用数据来创建一个虚拟森林,在那里他们可以在不同的死亡率的不同阶段探索火灾行为和严重程度,具有不同的死亡率和不同的风电平。当吠甲虫攻击树时,由于燃料水分损失,它会导致针从绿色变为红色。在下一个阶段,针落到地面,这降低了树木檐篷中的燃料量,并增加了地面上的燃料量。风速会影响火灾在树冠上桥梁的能力。所有这些变化在燃料湿度,燃料载荷和风速中的影响如何在其基于物理的模型中捕获燃烧。

黄松林,火灾后。
Linda Wadleigh(左)和玛丽拉特(右),来自USFS,进行火灾后测量。

模型模拟显示了一系列结果。一些模拟表明,树皮甲虫的存在可以有助于扩增或抑制森林火灾严重程度。其他模拟显示吠甲虫的存在没有显着效果。

这项研究强调了森林火灾分析的复杂性,并强调了一个因素不应被过度重视的现实。

风速是模型数据分析中起重要作用的因素之一。在中低风速下,如果树皮甲虫已经造成了一定程度的树木死亡,但松针仍然留在树上,火灾的严重性会更大。相比之下,如果树皮甲虫造成了中等程度的树木死亡,导致大量的针叶已经掉到地上,那么在同样的风条件下,随后的任何火灾都没有那么严重。

Ponderosa松树,由于树皮甲虫杀死了许多死亡。但是,这套森林是否有更多的火灾风险?

改善火灾管理和对吠甲虫的公众理解
这项研究的范围很大。广泛地说,任何可以采取更好地理解森林火灾的行动都是重要的进展,并将受益土地管理人员。由于可能影响其蔓延和严重程度的许多因素,松树林中的森林火灾特别难以预测。树皮甲虫的活动只是一种加剧因素之一,可能导致火灾的影响加剧。

受亚利桑那州丘萨拉和拼音杉树的树皮甲虫活动影响的地区。由USFS提供礼貌。

更具体地说,SIEG和她的团队的研究对科学界非常重要,因为它有助于澄清有关皮克甲虫在火灾行为上的作用的一些混乱。该研究不仅揭示了树皮甲虫诱导的死亡的影响依赖于树病的阶段和数量,但揭示了意外的高火灾严重程度可以在低风速和森林中发生少量死亡率。同样感兴趣的土地管理人员,模拟表明,当死针落到地面时,吠声甲虫诱导的树死亡率可能会降低剩余树木的火灾严重程度。

最终,该团队开发了模型模拟,突出了树皮甲虫和任何随后的火灾引起的树死亡率影响之间的复杂相互作用。在他们的研究的帮助下,它变得清楚为什么当前的报告和研究,通常会困惑或矛盾。树皮甲虫引起的树质死亡的影响似乎并不是一个简单的计算,这支研究人员开发的模型将继续用于为野火的行为提供新的见解。

最重要的是,这项研究强调了森林火灾分析的复杂性,并突出了一个因素不应归咎于过度重量的现实。多年来将继续研究产生森林火灾的复杂因素的相互作用,并通过SIEG和她的团队提供的分析工具以及可用资源的有用补充。

个人反应

您研究的哪些潜在好处是整个项目中最大的动机来源?

使用基于物理的模型使我们能够了解森林燃料的空间变化如何与火灾和风流相互作用。我们获得了无法在更简单的模型中捕获的见解,不能考虑燃料水分,金额和安排的变化如何影响吠甲虫诱导的树死亡率的火风相互作用。

此功能文章是通过批准的研究团队特色而创建的。这是一个协作的生产,由特色辅助,全球分销提供支持。

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