气候变化领域集成服务门户(CCPortal): Fire regimes of the Southern Appalachians may radically shift under climate change

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DOI	10.1186/s42408-023-00231-1
	Fire regimes of the Southern Appalachians may radically shift under climate change
	Robbins, Zachary J.; Loudermilk, E. Louise; Mozelewski, Tina G.; Jones, Kate; Scheller, Robert M.
发表日期	2024
ISSN	1933-9747
起始页码	20
结束页码	1
卷号	20 期号:1
英文摘要	BackgroundIncreased drought due to climate change will alter fire regimes in mesic forested landscapes where fuel moisture typically limits fire spread and where fuel loads are consistently high. These landscapes are often extensively modified by human land use change and management. We forecast the influence of varying climate scenarios on potential shifts in the wildfire regime across the mesic forests of the Southern Appalachians. This area has a long history of fire exclusion, land use change, and an expanding wildland urban interface. We considered interactions among climate, vegetation, and anthropogenic influences to forecast future fire regimes and changes to the forest structure. We used climate scenarios representing divergent drought patterns (overall drought trend and interannual variability) within a process-based fire model that captures the influence of climate, fuels, and fire ignition on wildfire patterns and suppression.ResultsCompared to simulations using historical climate (1972-2018), future total burned area (2020-2100: 782,302.7 (716,655.0-847,950.3) ha) increased by 42.3% under high drought variability (1,134,888.4 (1,067,437.2-1,202,339.6) ha), 104.8% under a substantial increase in drought trend (1,602,085.7 (1,511,837.5-1,692,334.0) ha), and 484.7% when combined (4,573,925.0 (4,434,910.5-4,712,939.5) ha). Landscape patterns of fire exclusion and suppression drove the spatial variability of fire return intervals (FRI). Our projections indicate wide spatial variability in future fire regimes with some areas experiencing multiple fires per decade while others experience no fire. More frequent fires corresponded with increased oak prevalence and a reduction in the biomass of mesic hardwoods and maple; however, mesic hardwoods remained prevalent under all fire intervals because of their contemporary dominance.ConclusionsOur study illustrates how future drought-fire-management interactions and a history of fire exclusion could alter future fire regimes and tree species composition. We find that increasing trends in drought magnitude and variability may increase wildfire activity, particularly in areas with minimal fire suppression. In ecosystems where fuel moisture (and not load) is the standard limitation to fire spread, increased pulses of drought may provide the conditions for more fire activity, regardless of effects on fuel loading. We conclude the effects of climate and human management will determine the novel conditions for both fire regime and ecosystem structure. AntecedentesEl incremento de la sequia debido al Cambio Climatico alterara los regimenes de fuego en paisajes de bosques mesicos, donde la humedad del combustible limita tipicamente la propagacion de los incendios y donde las cargas de combustible son usualmente altas. Estos paisajes son frecuentemente extensivamente modificados por cambios humanos en el uso y manejo de las tierras. Pronosticamos la influencia de varios escenarios climaticos sobre desviaciones potenciales en los regimenes de incendios a lo largo y ancho de los Apalaches del Sur. Esta region tiene una larga historia de exclusion del fuego, de cambios en el uso de la tierra, y una creciente expansion de las areas de interfaz urbano-rural (WUIs en Ingles). Consideramos las interacciones entre el clima, vegetacion, e influencias antropogenicas para pronosticar futuros regimenes de fuego y cambios en la estructura forestal. Usamos escenarios climaticos que representan patrones de sequia divergentes (tendencia total de sequia y variabilidad interanual) dentro de un modelo de fuego basado en procesos-base que capturan la influencia el clima, combustibles, e ignicion de incendios sobre patrones de incendios y supresion del fuego.ResultadosComparados con simulaciones que usan datos climaticos historicos (1972-2018), el area a quemarse en el futuro (2020-2100: 782.0302,7 [716.655,0-847.950,3]067.437,2] ha) se incrementan en un 42,3% bajo alta variabilidad de la sequia (1.134.888,4 [1.067.437,2-1.202.339,6] ha, y 484,7% cuando fueron combinadas (4.573.925,0 [4.434.910,5-4.712.939,5] ha). Los patrones de paisajes de exclusion del fuego y supresion fueron los que dirigieron la variabilidad espacial de los intervalos de retorno del fuego (FRI). Nuestras proyecciones indican una amplia variabilidad espacial en los futuros regimenes de fuegos con algunas areas que experimentaran multiples incendios por decada mientras que otros no experimentaran ningun fuego. Los fuegos mas frecuentes se corresponden con un incremento en la prevalencia de robles y una reduccion en la biomasa de arboles de madera dura (hardwoods) y arces; sin embargo, los rodales mesicos de madera dura seran prevalentes bajo todos los intervalos de fuego debido a su dominancia contemporanea.ConclusionesNuestro estudio ilustra como las interacciones entre fuego-manejo-sequia puede alterar los regimenes de fuego futuros y la composicion de las especies de arboles. Encontramos que las tendencias incrementales en la magnitud de la sequia pueden incrementar la actividad de los incendios, particularmente en areas con una minima supresion del fuego. En los ecosistemas en los que la humedad de los combustibles (y no su carga) es la limitante principal para la propagacion del fuego, el incremento en el pulso de las sequias puede proveer de condiciones para mas actividad de incendios, sin tener en cuenta los efectos de la carga de combustibles. Concluimos que los efectos del clima y el manejo humano determinaran las nuevas condiciones tanto para los regimenes de incendios como para la estructura de los ecosistemas.
英文关键词	Climate-fire interactions; Landscape modeling; Southern Appalachians; Mesic forests; Fire management
语种	英语
WOS研究方向	Environmental Sciences & Ecology ; Forestry
WOS类目	Ecology ; Forestry
WOS记录号	WOS:001141965700001
来源期刊	FIRE ECOLOGY
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://gcip.llas.ac.cn/handle/2XKMVOVA/305767
作者单位	North Carolina State University; United States Department of Agriculture (USDA); United States Forest Service; North Carolina State University
推荐引用方式 GB/T 7714	Robbins, Zachary J.,Loudermilk, E. Louise,Mozelewski, Tina G.,et al. Fire regimes of the Southern Appalachians may radically shift under climate change[J],2024,20(1).
APA	Robbins, Zachary J.,Loudermilk, E. Louise,Mozelewski, Tina G.,Jones, Kate,&Scheller, Robert M..(2024).Fire regimes of the Southern Appalachians may radically shift under climate change.FIRE ECOLOGY,20(1).
MLA	Robbins, Zachary J.,et al."Fire regimes of the Southern Appalachians may radically shift under climate change".FIRE ECOLOGY 20.1(2024).