«Я надеюсь, что политики будут полагаться на эту работу как на мотивацию и поддержку для расширения масштабов использования полезных пожаров в качестве ключевой стратегии в предотвращении катастроф лесных пожаров», — сказал соавтор исследования Майкл Вара, директор Программы климатической и энергетической политики. в Стэнфордском Вудском институте окружающей среды. «Полезный пожар не лишен своих рисков, но наше исследование показывает, насколько велики и долгосрочны преимущества этой важнейшей стратегии снижения риска».
Значительное снижение риска
Исследование, в котором основное внимание уделялось Калифорнии, было проведено почти ровно через пять лет после того, как в штате произошел самый смертоносный лесной пожар за всю историю наблюдений — пожар в лагере. Жаркая погода и история пожаротушения позволили образоваться сухим деревьям и кустарникам, которые разжигают все более разрушительные лесные пожары. Так было не всегда. На протяжении тысячелетий коренные жители позволяли разжигать лесные пожары и намеренно поджигали землю по самым разным причинам: от церемоний до средств существования. В результате доколониальные леса по всей Калифорнии содержали меньше топлива для голодного пламени и лучше сохраняли влагу – ключ к устойчивости к пожарам и засухе.
Ни для кого не секрет, что регионам, подверженным лесным пожарам, необходимо перейти от целенаправленного подхода к тушению к такому подходу, который включает в себя гораздо более контролируемое горение и повышение устойчивости лесов. Предыдущие исследования, проведенные под руководством Стэнфорда, показали, что только Калифорния нуждается в обработке топливом – будь то предписанные ожоги или прореживание растительности – примерно на 80 000 квадратных километрах, или почти 20% территории штата.
Однако до сих пор исследования, оценивающие благотворное воздействие предписанных пожаров и пожаров низкой интенсивности, ограничивались относительно небольшими территориями, такими как отдельная дикая территория или водораздел. В этой статье исследователи проанализировали 20-летний спутниковый мониторинг лесных пожаров на площади более 100 000 квадратных километров лесов Калифорнии.
Команда, состоящая из экспертов по пожарной политике, ученых в области общественного здравоохранения, а также исследователей в области статистики и машинного обучения, гармонизировала несколько общегосударственных наборов данных о характеристиках топлива и поведении пожара, включая интенсивность пожара (измеряемую количеством выделяемой энергии) и серьезность пожара (измеряемую воздействие крупных пожаров на экосистему). Предыдущие исследования показали, что предписанные пожары и незапланированные лесные пожары низкой интенсивности имеют одинаковый эффект снижения риска. Обе системы удаляют остатки топлива с поверхности и деревья меньшего диаметра, тем самым помогая лесам создать более огнестойкую смесь деревьев и предотвращая слишком интенсивный рост пожаров. Оба также оставляют нетронутыми кроны деревьев из-за относительно небольшой высоты пламени.
Авторы измерили защитный эффект пожаров низкой интенсивности, используя метод, который объединял несгоревшие участки в синтетический ландшафт, очень напоминающий такие характеристики выгоревших ландшафтов, как погодные условия, высота над уровнем моря, тип растительности и история нарушений. Такой подход позволил им оценить, как могли бы развиваться эти сожженные ландшафты, если бы они не сгорели в том же году, и сравнить эти контрфактические факты с их реальной эволюцией во времени.
Используя этот подход, исследователи смогли количественно оценить снижение риска возникновения пожаров высокой интенсивности после того, как в лесном массиве горит пожар низкой интенсивности, а затем посмотреть, как долго продлится защитный эффект. Они обнаружили, что пожары низкой интенсивности в смешанных хвойных лесах Калифорнии изначально обеспечивают снижение риска катастрофических пожаров на 60%, и этот эффект длится не менее шести лет, но со временем уменьшается. Они также обнаружили меньшее, но все же значительное снижение риска в лесах с преобладанием дуба.
Хорошее время
Политики могли бы использовать результаты исследования в качестве основы для будущей оценки методов обработки дикого топлива путем сравнения количественных выгод с потенциальными затратами и рисками, связанными с его внедрением. Время выбрано удачное: Лесная служба США предложила в течение следующего десятилетия обработать почти 200 000 квадратных километров (около 50 миллионов акров) с помощью сочетания стратегий обработки топлива. Калифорния предложила увеличить площадь земель, которые она обрабатывает от лесных пожаров, до 2000 квадратных километров (около 500 000 акров) ежегодно.
Исследователи пишут, что для того, чтобы быть эффективными, обработка дикого топлива, в том числе предписанное сжигание, должна осуществляться на постоянной основе, а не разовым вмешательством в отношении лесов, прилегающих к населенным пунктам или критически важной инфраструктуре. Выгода от снижения риска от сжигания низкой интенсивности будет во многом зависеть от тщательного выбора и направленности вмешательства, направленного на обеспечение максимальной защиты людей, сообществ и экосистем.
«Это исследование демонстрирует, как наука о данных может способствовать смягчению последствий изменения климата посредством междисциплинарного сотрудничества», — сказал ведущий автор исследования Сяо Ву, доцент кафедры биостатистики Колумбийского университета, который работал над статьей в качестве научного сотрудника по науке о данных в Стэнфорде. «Лесные пожары представляют собой серьезную угрозу как нашим экосистемам, так и благополучию людей. Наша постоянная цель как учёных — найти практические решения».
Вара также является старшим директором по политике Акселератор устойчивого развития в Стэнфордская школа устойчивого развития Дорра .
Среди соавторов исследования Эрик Свердруп постдокторант Стэнфордского университета Высшая школа бизнеса ; Майкл Мастрандреа , заместитель директора по политике в Sustainability Accelerator, директор по исследованиям Программы климатической и энергетической политики и старший научный сотрудник Стэнфордского Вудского института окружающей среды; и Стефан Вейгер доцент кафедры операций, информации и технологий Стэнфордской Высшей школы бизнеса и доцент кафедры статистики (с любезного согласия) Стэнфордского университета. Школа гуманитарных наук и наук .
Исследование финансировалось Стэнфордский центр обработки и анализа данных и Национальные институты здравоохранения.