在新墨西哥州,消防队员徒步通过麦克卢尔水库进行指定的燃烧。

在新墨西哥州,消防队员徒步通过麦克卢尔水库进行指定的燃烧。Alan W. Eckert.

对于一个温暖的世界,保护流域的新战略

在美国西部等日益干旱的地区,水资源管理者们正在认识到,谨慎管理和恢复流域生态系统,包括修剪树木和进行规定的焚烧,是应对更热、更干燥气候的重要手段。

在2011年6月在新墨西哥的Jemez山脉的电力线上落在了一块电力线之前,引发了最大的野火州的历史,消防经理知道新墨西哥州的森林很脆弱。气候变化诱导的干旱和更高的温度已经干掉了树木和土壤。经过一个多世纪的火灾镇压,在欧洲前时代,现在支持40棵树40棵树的地区被覆盖,多达百倍。这种树木的丰厚 - 每平方院子的多个 - 削弱了所有人,并使他们对巨大的队伍无职。

即便如此,消防管理人员也没有为2011年爆发的惊人的力量做好准备,被称为LAS Conchas Fire。在前14个小时内,它将墙壁送到数百英尺高,因为它消耗了几乎一英亩的森林每秒并威胁到Los Alamos城市。当五个星期后熄灭时,它已经烧毁了一个近三倍的区域,这是国家最大的火灾,并且留下了近100平方英里,如此严重地燃烧,即使是种子要再生森林被摧毁。

但火灾的全部影响没有注册,直到近两个月后,当Jemez山脉的雷暴洗涤灰烬和碎片进入Rio Grande River,新墨西哥州人口的一半和一个主要的农业区域。只有一寸的雨水下降,但碎片流动的风暴将河流变成黑色和倾倒的灰,沉积物和树木,灌木残余物到一个主要的水库,需要昂贵的清理费用。

水经理实现水供应的安全与遥远的山地流域的健康联系在一起。

为了抵御设备损坏,奥尔伯克基的水处理厂和Santa Fe分别关闭40天和20天,同时他们吸取了地下水的珍贵商店。农民发现污染的水堵塞了滴灌系统的喷嘴,使它们无用。更糟糕的是,流域的最严重燃烧的部分仍在继续将碎屑和沉积物落入水道中;两年后发生严重暴雨,产生足够的沉积物,以完全插入Rio Grande。

新墨西哥州展开的是什么都远非独特。在过去的二十年中,Megafires同样干燥和过于繁琐的流域,最终已经陷入了众多领域的众多地区的下游水供应,包括凤凰;丹佛;亚利桑那州弗拉格斯塔夫;和柯林斯堡,科罗拉多。服务数百万城市居民的下游水管理人员了解到,水供应的安全性与可能有数百英里之外的高地流域的健康状况。

2011年7月,拉斯康查斯大火期间,洛斯阿拉莫斯峡谷上空的一名消防员。最严重的时候,这场大火每秒烧毁了近一英亩的森林。

2011年7月,拉斯康查斯大火期间,洛斯阿拉莫斯峡谷上空的一名消防员。最严重的时候,这场大火每秒烧毁了近一英亩的森林。AP照片/ JAE C. HONG

“城市供水商和自来水公司的意识发生了真正的变化,”他说格雷格卡菲他是亚利桑那大学西南气候适应科学中心的主任。“他们已经意识到,流域管理和火灾生态问题与干旱对水资源供应的直接影响一样重要。”

这一发展是上一代人在全国范围内森林管理的广泛转变的一部分,随着流域森林的退化以及由此引发的特大火灾和虫害的增加,人们的注意力从主要集中于森林作为商业木材的来源,转向了“基于生态系统的管理”,在这种管理中,森林的自然过程得到加强,从而获得清洁水等利益。事实上,在一些地区,森林恢复已显示出增加了流入水库的水量。向生态系统管理的转变甚至发生在美国东北部和中大西洋州等地区,在这些地区野火并不常见,但其他流域的威胁,包括发展和有毒的农业径流,已经导致下游水体的污染,如切萨皮克湾,特拉华湾和哈德森河

在美国西部,流域恢复主要包括两个步骤:树木和灌木的间伐和规定的焚烧。在美国东部,它涉及一套更大的工具,包括种植本土树木,减少不透水表面的面积,减缓雨水的速度,以使更多的水渗入土壤和含水层。所有这些措施都是为了改善水质。

美国国会和美国森林服务都支持转变,为大部分国家提供流域恢复的方案和资金。但森林恢复昂贵:它从600美元的任何地方都需花费根据地形的陡度程度(有时需要直升机,从山区地区删除原木)和收获的日志的商业价值(通常低到零),根据直径的程度(有时直升机)。通过迅速增长的野火的飙升成本加剧的预算限制意味着政府机构可以恢复只有一小部分全国的一小部分需要它需要它。结果是,虽然众多试点项目表明了恢复的功效,但机构很少有足够的钱来对待整个流域。

灰毯子森林地板[左]立即在2011年的拉斯克萨斯火灾之后。今天,通过战略稀疏和规定的烧伤已经恢复了108,000英亩的烧毁森林。
灰毯子森林地板[左]立即在2011年的拉斯克萨斯火灾之后。今天,通过战略稀疏和规定的烧伤已经恢复了108,000英亩的烧毁森林。

灰毯子森林地板[左]立即在2011年的拉斯克萨斯火灾之后。今天,通过战略稀疏和规定的烧伤已经恢复了108,000英亩的烧毁森林。美国地质勘探局新墨西哥环境部

在Las Conchas Fire之后面对这种困境,里约兰德流域的居民开创了一条前进的道路。由...来指导美国大自然保护协会是2014年流域恢复中最活跃的美国环境组织,他们推出了公私伙伴关系里奥格兰德水基金,谁的73个贡献成员包括各级,基金会和其他非政府组织,当地水利设施和当地企业和居民的政府机构。他们在一起筹集了足够的资金,为期20年的计划恢复了60万森林英亩 - 足以支持Rio Grande流域的整个中央和北部新墨西哥州的整个中央和北部的复原力。他们已经恢复了108,000英亩,并且在另一个Megafire发生之前正在完成工作。

RIO Grande水基金的公私伙伴关系模式已成为官方联邦政策。去年8月,美国森林服务发布了一个地标报道呼吁“朝着景观共同管理”,概述了原子能机构打算召开各种流域利益攸关方,以计划和基于流域恢复。“因为火灾在土地所有权界限来回穿过,所以的风险是分享的,”报告称。“因此,土地管理人员无法达到有关的消防成果人员......没有共享的野外消防环境的管理。”

流域恢复的好处远远超出了水安全。最明显的是,健康的森林阻止了特大火灾。劳拉·麦卡锡格兰德水资源基金的执行董事说,自从新墨西哥州的恢复工作开始以来,有三次发生在恢复区域的野火立即熄灭。健康的森林可以忍受低强度的火灾:它们拥有各种各样的下层植物,莎草,forbs和富含微生物的土壤,所有这些都支持着从昆虫到哺乳动物的野生动物。流域恢复可以使土壤中储存的碳量增加一倍,这意味着它是应对气候变化的重要工具。此外,流域修复还能创造就业机会:就里约热内卢Grande Water Fund而言,许多就业机会都流向了失业率高达30%或更高的传统西班牙裔和印第安人社区的年轻人。

一项研究表明,恢复可以将下游储层的水供应量增加9%至16%。

在一些地区,森林恢复甚至增加了水供应。罗杰巴利斯是加州大学的水道学家,默塞德,所以由于流域恢复需要去除大量的幼树,消除了这些树木中的蒸发蒸腾的大量幼树。水反映出向下流入土壤,经常进入流域的河流和水库。加州塞拉尼达的Bales的实验表明,恢复可以将下游水库的水供应增加9%至16%。这使得恢复在加利福尼亚州比建筑物更具成本效益(和巨大的破坏性)供水方法。恢复也比在长满的森林中对抗兆瓦的武装造成更便宜:去年加利福尼亚州的去年营地造成110亿美元至130亿美元的损失。

Thinning of trees and shrubs is a labor-intensive (and, therefore, job-creating) process that may result in the removal of half or more of a degraded forest’s biomass in an effort to return the area to something like its pre-European ratio of trees to acreage. But unless it is followed by prescribed burns, undesirable trees and shrubs grow back. In that case, saiddon他说,“你要么致力于每10年或15年“一次永久的西西弗斯变薄周期,要么你必须让火回到系统中。”火灾是许多生态系统功能的组成部分:规模小于特大火灾的火灾发芽的种子,在抵御入侵物种的同时,保持本地物种的平衡,并刺激产生土壤养分的微生物活动。

规定的烧伤旨在完成自然点燃的作业曾经做过,但它们面临着某些障碍。受控烧伤机会的季节性窗口仅限于一年中的几个月,条件必须恰到好处:高湿度;干燥但不是干燥的燃料;有些风将烟雾分散到大气中,但不足以冒着失去对火的控制。

Rio Grande水资源的Laura McCarthy在Santa Fe,新墨西哥水库附近的山坡上,森林密度减少到防火水平。

Rio Grande水资源的Laura McCarthy在Santa Fe,新墨西哥水库附近的山坡上,森林密度减少到防火水平。Alan W. Eckert.

即使条件是完美的,也可能无法使用在规定的刻录技术中培训的消防员。这是因为由于气候变化引起的火季的延长已经迫使消防员在家中度过更多的时间,试图熄灭整个西方的兆瓦。为了解决这个问题,RIO Grande Water Fund创建了一支由留在Rio Grande流域的规定烧伤专业人士的移动团队。

When an unplanned fire occurs, fire managers must decide quickly whether an outbreak is modestly sized and unthreatening, in which case it should be allowed to burn as part of the desired reintroduction of fire into the watershed, or whether it’s a budding megafire, which must quickly be suppressed. A fire manager who lets a fire burn can face lawsuits or job loss if it goes out of control; for this reason, managers typically err on the side of fire suppression, sometimes setting back the cause of restoration.

随着气候变化的加剧,退化的流域将越来越容易受到特大火灾的影响,可能引发灾难性的正反馈循环:特大火灾大幅增加了温室气体排放,使大气升温,产生更多特大火灾。仅出于这个原因,流域恢复与任何其他类型的气候变化修复一样紧迫。亚利桑那大学火灾研究人员福尔克估计,要想打破这种循环,美国恢复的流域面积必须迅速增加至少10倍。

“就像我们开始向潜在的气候变化的潜在司机一样开始,以至于现在,我们直到现在,我们以同样的方式加速恢复生态系统的工作,”他说。“这些不是决定,我们可以坐在扶手椅上几十年来围绕和思考。我们现在必须开始行动。“