Wie Feuer einem Wald hilft, den Test der Zeit zu bestehen

„Okay, lass uns rausgehen“sagt Duke Forest Supervisor Tom Craven.

Es ist ein frischer Märzmorgen in der Durham Division des Duke Forest, westlich des Campus, und Craven führt ein siebenköpfiges Team, gekleidet in gelbe Feuerwehrausrüstung und Schutzhelme, hinunter zum südlichen Ende eines Grundstücks mit weit auseinander liegenden Kiefern.

Diese Geschichte ist Teil der Climate Research Series

Dort ragt ein seltener Bestand einst allgegenwärtiger südlicher Bäume wolkenkratzerartig aus dem Boden, ihre geraden Stämme ragen 90 Fuß in die Wolken.

Dieser hoch aufragende Baum, die Langblättrige Kiefer, bedeckte einst einen Großteil des Südostens der USA, von dem jedoch nur noch vereinzelte Überreste übrig sind.

Im Duke Forest gibt es einige Bestände langblättriger Kiefern. Doch um sie zu bewahren, tun der Wald und seine Partner etwas, das vielleicht kontraintuitiv erscheint: Sie zünden den Waldboden an.

Mit einem speziellen Kanister namens Tropfbrenner sprüht Craven einen dünnen Strahl Treibstoff auf den Boden und zündet ihn an. Die ersten Flammen des Tages beginnen durch das Unterholz zu kriechen.

Die Planung einer Verbrennung ist eine komplexe Aufgabe. Bevor das Personal den Boden in Brand setzt, berücksichtigen sie Dutzende Variablen, von der relativen Luftfeuchtigkeit und der Windgeschwindigkeit bis hin zur Bodenfeuchtigkeit.

Sara Childs, Geschäftsführerin von Craven und Duke Forest, leitete das Feuer gegen den Wind des Ortes, an dem es ausgebrochen war, und arbeitete sich mit ihren Tropfbrennern stetig hin und her, um Feuerlinien über den 150 Meter breiten Bestand zu ziehen.

Bald knistern orangefarbene Flammen und weißer Rauch weht in der Brise auf.

Der Rest der Besatzung arbeitet unterdessen daran, sicherzustellen, dass das Feuer innerhalb bestimmter Grenzen bleibt. Manche harken Kiefernnadeln und -zweige von Stellen weg, die sie nicht verbrennen wollen, um dem Feuer den Brennstoff auszuhungern. Andere achten auf widerspenstige Funken oder umherfliegende Glut, die abseits des Hauptfeuers zu Aufflammen führen könnten, sodass sie diese schnell mit einem Wasserfahrzeug, das sie zur Hand haben, löschen können.

„Die Gemeinschaft der Langblattkiefern ist auf Feuer angewiesen“, sagt Craven. „Wir haben im Duke Forest nicht so viele Langblattbäume, deshalb ist es wirklich wichtig, dass wir brennen, um diese seltenen Gemeinschaften zu erhalten und die Regeneration neuer Langblattbäume zu fördern.“

Vor der europäischen Besiedlung fegten in regelmäßigen Abständen durch Blitze ausgelöste, natürliche Brände durch die südlichen Wälder. Indigene Völker verbrannten das Unterholz, um das Wild zu vertreiben und Flächen für den Anbau freizumachen.

Wenn langblättrige Kiefernwälder nicht verbrannt werden, häufen sich Laubabfälle auf dem Waldboden und die Samen können keine Wurzeln schlagen. Konkurrierende Pflanzen wie Harthölzer und andere Kiefern überschatten die Sämlinge und sie erhalten nicht das Sonnenlicht, das sie zum Wachsen benötigen.

Die Bäume erstreckten sich einst über mehr als 90 Millionen Hektar über die Küstenebene des Südens, von Virginia bis Texas. Durch jahrhundertelange Ernte, Entwicklung und Brandbekämpfung ist die Ausdehnung des Kiefernbestands so stark geschrumpft, dass heute weniger als 3 % seiner ursprünglichen Anbaufläche übrig sind.

Im gesamten 19. Jahrhundert lieferten langblättrige Kiefern Teer, Pech und Terpentin für die Schifffahrtsindustrie in North Carolina, daher der Spitzname „Tarheel State“. Der Baum ist so eng mit der Geschichte North Carolinas verbunden, dass der Staat im offiziellen Staatsspruch als „Land der Langblättrigen Kiefer“ bezeichnet wird.

Diese Duke Forest-Kiefern wurden in den 1930er Jahren auf den sandigen Böden von Land gepflanzt, das für die Landwirtschaft gerodet worden war.

„Dieser Stand ist eine Ikone“, sagt Craven. „Generationen von Studenten haben an diesem Stand gearbeitet, um Baumvermessungen vorzunehmen und etwas über Waldökologie zu lernen. Es ist eine Freude, dass das so weitergeht.“

Ein Team unter der Leitung von Duke-Umweltwissenschaftler Jim Clark hat beispielsweise an dieser und anderen Standorten untersucht, wie sich der Klimawandel auf die Baumreproduktion – Samenproduktion und Setzlingserfolg – ​​auswirken wird.

Mit der Erwärmung des Klimas verlagern sich die Regionen, in denen junge Bäume bequem sprießen und die Wintermonate überstehen können, nach Norden. Duke Forest liegt nordwestlich des historischen Verbreitungsgebiets der Langblättrigen Kiefer in North Carolina. Aber jetzt, da der Klimawandel die Lebensräume von Arten verändert, ist es zu einem Testgelände geworden, um zu sehen, wie es diesem Baum in Zukunft ergehen könnte, sagt Clark-Laborleiter Jordan Luongo. Wenn dieser Bestand jedoch überleben soll, wird er funktionieren Sie benötigen menschliche Hilfe. Während der Brand fortschreitet, weist Childs auf etwa ein Dutzend junge Laubbäume hin, die in einer sonnenbeschienenen Lücke im Wald wachsen, und stellt fest, dass sie seit dem letzten Brand aus dem Boden geschossen sind. Von ihnen ist noch nicht viel zu sehen – nur Büschel grüner, grasähnlicher Nadeln, die aus dem Boden ragen. Aber für Childs sind sie ein Zeichen dafür, dass die nächste Generation langblättriger Bäume Wurzeln schlägt. Innerhalb von zwei Stunden hat das Feuer das 9 Hektar große Gelände erfasst, die Flammen sind erloschen und der Waldboden ist mit schwarzer Asche bedeckt.

Junge Pflanzen wie Loblolly-Kiefern und Amberbaumsetzlinge werden durch die Flammen getötet. Aber die langblättrigen Sämlinge und Bäume werden überleben und sich erholen, geschützt durch ihre Nadelbüschel und den Panzer aus dicker Rinde.

Mehr Sonne werde auf den Waldboden fallen und der kahle, mineralreiche Boden, der durch das Feuer zurückgeblieben sei, werde Platz für das Keimen neuer Bäume schaffen, sagt Childs.

Nachdem er die letzten Glutnester gelöscht hat, versammelt Craven die Crew in einem Kreis, um die Ereignisse des Tages zu besprechen und Revue passieren zu lassen.

„Wir werden ein paar Jahre lang einen offeneren Stand haben und den kleinen Langblattsämlingen ihre besten Chancen geben“, sagt Craven.

„Gut gemacht, alle zusammen“, sagt Childs.

Reihe: Campus als ForschungslaborEine Reihe zum Klima-Engagement

Diese Reihe steht im Einklang mit dem Duke Climate Commitment, das die Bildungs-, Forschungs-, Betriebs- und öffentlichen Aufgaben der Universität zur Bewältigung der Klimakrise vereint.