สัตว์ป่าที่มีความรุนแรงต่ำส่งผลกระทบต่อดินมากกว่าที่เคยเชื่อ

Anonim

ความรุนแรงต่ำไฟป่าและการเผาไหม้ที่กำหนดไว้ได้รับการสันนิษฐานโดยนักวิทยาศาสตร์และผู้จัดการทรัพยากรที่จะเป็นอันตรายต่อดิน แต่เรื่องนี้อาจจะไม่กรณีการวิจัยใหม่แสดงให้เห็น

จากการศึกษาใหม่สองชิ้นโดยทีมจากมหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย Merced (UCM) และ Desert Research Institute (DRI) ความรุนแรงที่เกิดไฟไหม้อย่างรวดเร็วและอุณหภูมิของดินไม่เกิน 250 ° C (482 ° F) ทำให้เกิดความเสียหาย โครงสร้างของดินและสารอินทรีย์ในรูปแบบที่ไม่ปรากฏทันทีหลังจากเกิดไฟไหม้

"เมื่อคุณมีไฟที่มีความรุนแรงสูงคุณจะเผาผลาญสารอินทรีย์ออกจากดินและผลกระทบก็จะเกิดขึ้นในทันที" Teamrat Ghezzehei, Ph.D., หัวหน้านักวิจัยจากทั้งสองการศึกษาและรองศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ดินสิ่งแวดล้อมกล่าวที่ UCM. "ในไฟที่มีความรุนแรงต่ำสารอินทรีย์ไม่เผาผลาญและไม่มีการทำลายที่มองเห็นได้ทันที แต่การเผาไหม้จะทำให้โครงสร้างของดินอ่อนลงและถ้าคุณไม่กลับมาในเวลาต่อมาและมองไปที่พื้นดินอย่างระมัดระวัง" คุณจะไม่สังเกตเห็นความเสียหาย. "

นักวิจัยของ DRI Markus Berli, Ph.D., รองศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม, ได้เริ่มสนใจศึกษาปรากฏการณ์นี้ในขณะที่ไปเยือนพื้นที่ที่ถูกไฟไหม้ใกล้กับ Ely, Nev ในปี 2009 ซึ่งเขาได้สังเกตการณ์ที่ไม่คาดคิดว่าไฟที่มีความรุนแรงต่ำ ส่งผลให้โครงสร้างของดินเสียหายในบริเวณที่ถูกเผา เขาและเพื่อนร่วมงานหลายคนจาก DRI ได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับการเผาไหม้ที่ควบคุมอีกครั้งในพื้นที่และพบว่าโครงสร้างของดินที่ดูเหมือนจะปรับได้ทันทีหลังจากเกิดเพลิงไหม้ แต่เสื่อมโทรมลงในช่วงสัปดาห์และเดือนที่ตามมา Berli แล้วร่วมกับ Ghezzehei และทีมงานจาก UCM ซึ่งรวมถึงนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Mathew Jian และรองศาสตราจารย์ Asmeret Asefaw Berhe, Ph.D. เพื่อสอบสวนต่อไป

ดินประกอบด้วยอนุภาคแร่ขนาดใหญ่และเล็ก (กรวดทรายทรายและดินเหนียว) ซึ่งถูกยึดติดกันโดยสารอินทรีย์น้ำและวัสดุอื่น ๆ เพื่อสร้างมวลรวม เมื่อมวลรวมของดินสัมผัสกับเพลิงไหม้รุนแรงสารอินทรีย์จะไหม้ไหม้การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางกายภาพของดินและเพิ่มความเสี่ยงต่อการพังทลายของพื้นที่ที่ถูกเผา ในบริเวณที่มีการเผาไหม้ที่ความรุนแรงต่ำซึ่งสารอินทรีย์ไม่ได้รับความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญทีมงานจึงสงสัยว่าโครงสร้างของดินถูกย่อยสลายโดยกระบวนการอื่นเช่นการต้มน้ำที่สะสมอยู่ในดินหรือไม่?

ในงานวิจัยที่ตีพิมพ์ใน จดหมายงานวิจัยธรณีฟิสิกส์ของ AGU ในเดือนพฤษภาคมปีพ. ศ. 2561 ทีมงาน UCM-DRI ได้ตรวจสอบคำถามนี้โดยใช้ตัวอย่างดินจากพื้นที่ป่าที่ยังไม่ถูกเผาใน Mariposa County, Calif และจากที่ราบสูงที่ยังไม่ไหม้เกรียมใน Clark County, Nev เพื่อวิเคราะห์ผลกระทบ ของไฟที่มีความรุนแรงต่ำในโครงสร้างของดิน พวกเขาอุ่นมวลรวมของดินให้มีอุณหภูมิที่จำลองเงื่อนไขของไฟที่มีความรุนแรงต่ำ (175 องศาเซลเซียส / 347 องศาเซลเซียส) ในช่วงเวลา 15 นาทีจากนั้นมองหาการเปลี่ยนแปลงความดันรูพรุนภายในของดินและความต้านทานแรงดึง (แรงที่ต้องการในการดึงส่วนที่แยกออกจากกัน))

ในระหว่างการทดลองพวกเขาสังเกตเห็นว่าแรงดันรูพรุนภายในมวลรวมของดินเพิ่มขึ้นสู่ระดับสูงสุดในขณะที่น้ำต้มและกลายเป็นไอจากนั้นก็ลดลงเมื่อพันธบัตรในมวลรวมของดินแตกตัวและไอไปหลบหนี การวัดความแข็งแรงของแรงดึงพบว่ามวลดินของดินเปียกลดลงมากกว่าตัวอย่างที่แห้งกว่าในกระบวนการนี้

"ผลของเราแสดงให้เห็นว่าความร้อนที่เกิดจากไฟที่มีความรุนแรงต่ำมากพอที่จะทำให้โครงสร้างของดินเสียหายและความเสียหายจะเลวร้ายยิ่งถ้าดินเปียก" Berli อธิบาย "นี่เป็นข้อมูลที่สำคัญสำหรับผู้บริหารทรัพยากรเนื่องจากเป็นนัยว่าการเผาไหม้ที่กำหนดและไฟไหม้อื่น ๆ ที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่เปียกชื้นของปีอาจเป็นอันตรายต่อดินมากกว่าการเกิดเพลิงไหม้ที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่แห้งแล้ง" จากนั้นทีมนักวิจัยก็สงสัยว่าผลกระทบจากสิ่งนี้ การย่อยสลายของโครงสร้างเป็นสารอินทรีย์ที่โครงสร้างตามปกติของดินปกป้อง อินทรียวัตถุของดินประกอบด้วยจุลินทรีย์และการสลายตัวของเนื้อเยื่อพืชและก่อให้เกิดเสถียรภาพโดยรวมและความสามารถในการถือครองน้ำของดิน

ในการวิจัยครั้งที่สองที่ตีพิมพ์ใน Frontiers in Environmental Science ในปลายเดือนกรกฎาคมทีมวิจัยของ UCM-DRI ได้ทำการทดลองในการเผาไหม้แบบจำลองเพื่อลดโครงสร้างของมวลรวมของดินและทดสอบดินเพื่อการเปลี่ยนแปลงคุณภาพและปริมาณของสารอินทรีย์หลายชนิด เรื่องภายในระยะเวลา 70 วัน

พบว่าความร้อนของดินทำให้เกิดการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ในช่วงสัปดาห์และเดือนหลังจากเกิดเพลิงไหม้และพบว่าระดับการย่อยสลายในดินที่ชื้นมากที่สุด การสูญเสียคาร์บอนอินทรีย์เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากหลายสาเหตุ Ghezzehei อธิบาย

"การสูญเสียอินทรียวัตถุจากดินสู่ชั้นบรรยากาศทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้โดยตรงเนื่องจากคาร์บอนนั้นถูกปลดปล่อยออกมาเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์" Ghezzehei กล่าว สารอินทรีย์ที่สูญหายจากการเกิดเพลิงไหม้เป็นสารอาหารที่สำคัญที่สุดสำหรับสารอาหารของจุลินทรีย์ในดินและเป็นกาวที่ยึดสะสมของดินไว้ด้วยกันเมื่อคุณสูญเสียโครงสร้างแล้วยังมีอีกหลายสิ่งที่เกิดขึ้น ตัวอย่างเช่นการแทรกซึมกลายเป็นช้าคุณจะได้รับการไหลบ่ามากขึ้นคุณมีการกัดเซาะ "

แม้ว่าการค้นพบของทีมวิจัยจะมีผลกระทบที่เป็นอันตรายต่อการเกิดไฟไหม้บนดินไฟป่าที่มีความรุนแรงต่ำและการเผาไหม้ที่เป็นที่ทราบกันดีจะเป็นประโยชน์ต่อระบบนิเวศในรูปแบบอื่น ๆ เช่นการรีไซเคิลสารอาหารกลับเข้าสู่ดินและการกำจัดพืชที่รกร้างตัวอย่างเช่น ยังไม่เป็นที่แน่ชัดว่าผลกระทบด้านลบของดินที่เกี่ยวข้องกับการเกิดไฟไหม้ที่มีความรุนแรงต่ำกว่าผลบวกหรือไม่ Berli กล่าว แต่ทีมงานหวังว่าผลการวิจัยของพวกเขาจะช่วยให้ผู้จัดการที่ดินทราบขณะที่พวกเขาจัดการไฟป่าและวางแผนการเผาไหม้ที่กำหนดไว้

"มีเชื้อเพลิงน้อยมากในพื้นที่แห้งแล้งและกึ่งแห้งแล้งดังนั้นไฟไหม้จึงมีแนวโน้มที่จะมีอายุสั้นและค่อนข้างต่ำในอุณหภูมิสูงสุด" Ghezzehei กล่าว "ในทางตรงกันข้ามกับไฟที่ร้อนและการเผาผลาญเป็นเวลาหลายวันและหลายสัปดาห์ที่เราเห็นในข่าวเหล่านี้ดูเหมือนจะเป็นอันตรายและเรามักจะปฏิบัติต่อพวกเขาเป็นเช่นงานของเราแสดงให้เห็นว่าไฟไหม้ความรุนแรงต่ำไม่เป็นอันตรายอย่างที่พวกเขาอาจปรากฏ."

menu
menu