火災体制

火災レジームとは、長期間にわたってある地域で発生する山火事や山火事のパターン、頻度、強度のことです。 ^{[1]これは、}火災生態学と、特定の種類の生態系の再生に不可欠な要素です。火災レジームは、火災が景観に及ぼす空間的および時間的パターンと生態系への影響を説明し、生態系または景観レベルでの火災の影響を特定するための統合的なアプローチを提供します。^[2]火災が頻繁に発生すると、植物は成熟する前、または個体群の回復を確実にするのに十分な種子を結ぶ前に枯れてしまう可能性があります。火災があまりに少ないと、植物は成熟し、老化し、種子を放出することなく死んでしまう可能性があります。

火災の形態は、地形、気候、燃料の空間的および時間的変化によって変化する可能性があります。過去の火災の形態を理解することは、将来の火災の形態の変化や火災と気候の相互作用を理解し、予測するために重要です。^[2]

火災レジームは、植生構成、燃料構造、気候と気象パターン、地形など、さまざまな要因によって特徴付けられます。火災レジームは、発生する地形と生態系に大きく依存するため、火災レジームの標準的な分類はありません。ただし、以下に説明するような特性は、火災レジームを広範囲で特徴付けるために一般的に使用されています。^[2]撹乱後の遷移段階や地形に対する以前の管理の種類などの他の要因も、火災レジームの特性を説明するために使用される場合があります。気候は、火災の頻度、規模、および深刻度に直接影響を与えるだけでなく、植生構造と構成にも影響します。火災レジームは、地形、斜面露出、地形管理、および発火（人為的または雷が原因）によっても影響を受けます。^[4]動物は、燃料の量、構造、または状態などの火災の制御要因を変更することで、火災レジームに影響を与え、変化させることができるもう1つのエージェントです。^[5]

火災レジームの特徴は地域差によって異なるが、少なくとも火災レジームは植生への影響（深刻度）と特定の景観における火災の発生時期と頻度（火災間隔と火災ローテーションとして表現）の評価に基づいて特徴付けられる。火災深刻度は火災が生態系に与える影響であり、これには植物の死亡率、焼けの深さ、または場所固有のその他の要因が含まれる場合がある。火災間隔は火災の間隔年数であり、空間スケールに大きく依存する。火災ローテーションは景観内の火災量の尺度（調査対象地域と同じ大きさの地域を焼くのに必要な時間）である。火災ローテーション統計は、過去の火災事象をマッピングした広い地域に使用するのが最も適している。^[6]

その他の火災レジームの分類には、火災の種類（地上火災、表面火災、樹冠火災など）、火災の規模、火災の強度、季節性、火災レジーム内の変動の程度が組み込まれる場合があります。地上火災は、土壌中の有機物を燃焼させるために、赤熱燃焼を使用します。表面火災は、落ち葉、落ち枝、地上植物を燃やします。樹冠火災は、樹木の葉の最上層まで燃え尽きます。 ^[7]火線強度は、単位時間あたりの測定単位あたりに放出されるエネルギーであり、通常は炎上燃焼の説明です。^[4]季節性は、特定の生態系の燃料が発火する可能性のある年間の期間です。^[8]

火災レジームは、非常に場所固有のものから地域規模まで、また数年から数千年まで、さまざまな空間的および時間的スケールで特徴付けられます。これらのスケールにわたる火災レジームの変動性を理解することは、火災レジームを理解し、保全または管理目標を達成するために不可欠です。^[9]「火災履歴」と「歴史的火災レジーム」は区別する必要があります。火災履歴は、景観における火災の頻度を測定するより一般的な用語です。データの可用性によっては、これらの過去の火災イベントの種類や深刻さを常に説明できるとは限りません。歴史的火災レジームは、景観全体の火災の特徴と、生態系の構造とプロセスの関係および相互作用を説明します。^[2]

最近の火災履歴は、多くの場合リモートセンシングを使用して、火災マップと地図帳に記録できます。カナダ国立火災データベースは、1980年以降の大規模火災の記録であり、この種のデータベースとしては初の全国的なものです。1959年から1999年までの200ヘクタールを超えるすべての火災の地点位置が含まれています。米国には、衛星データを使用して1984年以降の火災をマップする燃焼強度の傾向の監視（MTBS）プロジェクトがあります。MTBSは、焼失地域内の火災の強度をマップし、米国内のすべての火災の火災境界と強度の基準を提供します。このようなプロジェクトのアプリケーションは、火災気候と植生間の相互作用のモデル化に使用されます。^[10]

景観火災および資源管理計画ツール (LANDFIRE) 分類は、米国で使用されているマッピングおよびモデリング システムのもう 1 つの例であり、さまざまな景観にわたる火災レジームの植物、火災、燃料の特性を収集して分析します。LANDFIRE は、過去の火災レジームと現在の火災レジームの両方を使用して、過去と現在の特性の違いを分析するという点でユニークです。火災の頻度と深刻度に基づいて火災レジームを記述し、時間の経過とともに火災レジームの変化を検出するのに役立ちます。これは、地域および景観規模での火災気候の影響を評価するのに役立ちます。^[11]

火災履歴データは必ずしも信頼できるわけではなく、入手可能でもないことから、過去の火災状況を理解するのは難しい場合があります。過去の火災は、樹木の火災痕跡分析、林分の年齢分布、木炭サンプル、または長期間にわたる植生の変化を使用して特定できます。過去の火災と過去の火災状況を調査することで、長期間にわたる植生と火災と気候の相互作用の傾向を調査する手段が得られます。火災状況の変動性と火災と気候と植生の相互作用は、過去の火災記録の調査で得られる数十年ではなく、より詳細に、はるかに長い期間（数千年）にわたって調査できます。研究では、これらの過去の火災の老化方法を使用して、過去の気候と火災の頻度と範囲の間に強い相関関係があることがわかりました。^[12]

火災履歴データは過去の火災状況を理解するのに有用であるが、火災管理、気候、植生の変化により、同じ火災状況が将来も継続することはない。過去の火災と気候の関係を調べるモデルは、将来の火災状況の変化を予測する最良の方法である。^[12]

特定の火災レジームに適応して生き残ることができる生物相は、より強く再生する能力、火災や病気に対するより大きな保護、または以前に占めていた場所で成長するための新しいスペースなど、大きな利益を得ることができます。 ^[1]火災レジームが変化すると、種が苦しみ始める可能性があります。^{[1] [13]火災間隔の短縮は、火災で死んだ種が撹乱前のレベルに回復する能力に悪影響を及ぼし、回復時間が長くなります。再}萌芽種などの一部の種は、絶対播種種と比較して、変化する火災レジームに耐える能力が優れています。ただし、火災間隔の短縮が長期間続くと、多くの火災で死んだ種は回復できない可能性があります。^{[13]火災間隔の延長は、}火災に適応した種に悪影響を及ぼします。これらの種の一部は、繁殖のために火に依存しています。林分を置き換える樹冠火災を伴う火災適応植物群落では、火災イベントの翌年に補充が発生します。^[要出典]

気候変動は世界的に火災の形態に影響を及ぼしており、モデルは、より温暖で乾燥した気候の結果として、火災頻度の増加と植物の成長の減少を予測しています。これは、特に火災に耐性のない木本種に影響を与え、植物の補充、成長、生存を減少させ、これらの景観内での火災間隔を短縮し、植物の絶滅または絶滅を引き起こすと予測されています。気候変動の影響と火災形態と植物群集の変化を特定する最近のモデルは、木本植物の絶滅が増加し、生態系の構造、構成、および炭素貯蔵に変化が生じると予測しています。変化する気候の火災と気候の相互作用により、再繁殖のために種子生産のみに依存している植物の個体群回復が減少すると予測されています。気候がより温暖で乾燥するにつれて、苗木の補充は少なくなるか、まったくなくなる可能性があります。この火災後の補充の変化は、降水量の減少により乾燥した年や干ばつが発生しやすい年が増加し、種子補充の確率が低下することを意味します。この種子補充の減少は、火災の激しさの増加によっても悪化します。^[15]

気候が温暖化すると、世界的に火災活動が増加し、火災シーズンが長引くと予測されています。気温の上昇、相対湿度の低下、風速の増加、乾燥した燃料の増加により火災の強度と深刻度が高まるため、年間の異常気象の日数は増加すると予測されています。これらの変化により火災間隔が短くなり、植物が種子を蓄積する時間が短縮され、より可燃性の高い種が選択される可能性が高まります。^[16]これらの火災間隔の変化の結果は、世界中で研究されています。オーストラリア南東部の研究では、山火事シーズンが長引いた後にマウンテンアッシュが広範囲に失われたため、種の生息域の87％が焼失したことがわかりました。その後、未熟なマウンテンアッシュが再燃焼したため、再生が完全に失敗し、森林被覆が低木と草原に変わりました。^{[17]これらのパターンは、北アメリカ西部の}チャパラル地域の地中海沿岸の森林でも確認されています。これらの気候変動は、火災頻度の増加と火災間隔の短縮と相まって、植物群集の成長率や繁殖率を変化させ、撹乱後の新規加入率を低下させています。^[15]

森林火災はオーストラリアでは特に重要であり、そこでは多くの植生がアボリジニの火打ち石農法によって引き起こされる定期的な火災の存在下で進化してきた。その結果、植生の構成要素は特定の火災レジームに適応し、それに依存している。その火災レジームの混乱は、それらの生存に影響を与える可能性がある。火災レジーム依存種の例としては、火災に敏感でセロチン性であるバンクシア種が挙げられる。バンクシア種では、火災は種子の放出も引き起こし、個体群の回復を確実にする。理想的な火災レジームでは、植物は、次の火災で枯れて種子の放出が引き起こされる前に、十分に成熟して十分な量の種子バンクを構築する必要がある。^[要出典]

米国カリフォルニア州の大部分を占めるカリフォルニアの低木林と森林地帯の生態地域は、最適な 健全性と再生を定期的な自然の山火事に依存している。^[3]ある研究は、前世紀に増加した都市と農村の境界面と山火事鎮圧の慣行により、頻度は低いがより深刻な山火事に対する脆弱性が高まったことを示した。この研究では、鎮火により針葉樹林の燃料が増加したと主張している。^[4] 1910年から1999年までのカリフォルニア州全体の火災履歴データベースを分析したところ、実際には火災の頻度と焼失面積は減少しておらず、さらに火災の規模も拡大していないことが判明した。^[18]米国地質調査所が実施した研究によると、針葉樹林の鎮火とは異なり、低木林の火災鎮火は自然の火災レジームに影響を与えていない。

北米西部の火災レジームを変えた外来種の一例として、ブロムス・テクトラムが挙げられます。^[19]スネークリバー平原のセージブラシの過去の火災再発間隔は60～110年でしたが、現在はチートグラスの存在により5年ごとに燃えています。^[19]チートグラスは継続的な燃料源であるため、生態系の燃料特性を変えています。頻繁に火災が発生すると、在来植物が完全に回復することは困難または不可能になります。^[19]

侵入種が火災の様相に影響を及ぼすもう一つの例は、ブラジルペッパーツリー（Schinus terebinthifolia）が在来植物群落に広がったことです。ブラジル、アルゼンチン、パラグアイ原産のこの植物は観賞用種として導入され、現在では原産地をはるかに超えた地域に定着しています。個体群はオーストラリア、南アフリカ、地中海、南アジア、米国南東部に存在します。ブラジルペッパーは、乱れた土壌や基質によく見られ、在来植物群落と競合して単一栽培のような状態を作り出すことがよくあります。エバーグレーズ国立公園に近い南フロリダは特にその影響が大きく、いくつかの研究では、100 m ^{2 の}区画（6）にわずか 7 種しか生息していないと報告されています。ブラジルペッパーが地域に侵入すると、下層樹冠層が形成され、草や地被植物と競合することがよくあります。これにより、景観の植生被覆と密度が変化し、火災の様相が変わります。^[21]

ブラジルペッパーは火災に適応しており、火災後に急速に成長する新芽を出しますが、火災後の反応を決定するには植物の大きさと密度が重要であり、若い植物ほど死亡率が高いです。^[21]火災頻度はブラジルペッパーの定着に何らかの役割を果たしており、頻繁に火災が発生する地域では、定期的に焼失しない地域とは対照的に、植物の豊富さが低くなっています。最近のモデルでは、4年間の火災再発間隔で、当初100匹いた雌のペッパーの個体群が25年以内に絶滅することがわかりました。^[22]ブラジルペッパーが生息する地域では、火災の排除と人間の居住により、火災レジームが大きく変化しました。歴史的に、これらの地域では、頻繁に低強度の火災が発生していました。ブラジルペッパーは、歴史的に火災が頻発した地域で日陰の湿った下層林を作り出し、細かい燃料負荷を減らす可能性があります。そのため、火災再発間隔が長くなり、火災に適応した植物群落に悪影響を及ぼします。^[21]

• チャパラル
• 撹乱（生態学）
• 火災の生態
• 火地理学

• USGS: 火災生態学研究
• カリフォルニア シャパラル インスティテュートのウェブサイト
• LandFire: 消防体制グループ 2017-11-07 にWayback Machineでアーカイブ