Zabiegi stabilizacji zboczy po pożarze

Zabiegi stabilizacji zboczy po pożarze to zabiegi mające na celu stabilizację zboczy objętych pożarem poprzez przeciwdziałanie negatywnemu wpływowi pożaru na roślinność i właściwości gleby . Ostatecznym celem tych zabiegów jest zmniejszenie ryzyka katastrofalnych spływów i erozji oraz ochrona cennych zasobów w dół. Zabiegi stabilizujące zbocza po pożarze nazywane są również zabiegami łagodzącymi po pożarze i zabiegami stabilizacyjnymi w sytuacjach awaryjnych.

Pożary roślinności zwykle częściowo lub całkowicie pochłaniają korony drzew , nadziemne pozostałości organiczne (ściółkę), drobne korzenie i związki organiczne gleby , zmniejszając ochronę gleby, zwiększając wodoodporność gleby i pogarszając stabilność gleby. Połączone skutki pożaru i występowanie ulewnych opadów w okresie po pożarze mogą prowadzić do katastrofalnych zjawisk hydrologicznych i erozji, mających poważny wpływ na populację i cenne zasoby położone w dół, takie jak budynki mieszkalne, infrastruktura, systemy zaopatrzenia w wodę i siedliska krytyczne .

Na przykład opady deszczu o dużej intensywności po pożarze Thomasa w Kalifornii (USA) doprowadziły w 2018 r. do katastrofalnych powodzi i spływów gruzu , w wyniku których zginęło 20 osób, zniszczono 300 domów i poważnie naruszono infrastrukturę krytyczną. Zabiegi stabilizacyjne są częścią programu reagowania kryzysowego na spalony obszar (BAER) realizowanego przez Służbę Leśną Stanów Zjednoczonych i Departament Spraw Wewnętrznych (USA) oraz podobnych programów, takich jak Zespół ds. Oceny Szybkiego Reagowania (RRAT) w Australii, prowadzonych w wielu innych regionach narażonych na pożary .

Klasyfikacja zabiegów stabilizacji zboczy po pożarze

Projektowanie zabiegów stabilizacji zbocza ma na celu:

Przeciwdziałanie wpływowi pożaru na ochronę gleby zapewnianą przez roślinność i pokrycie powierzchniowe: zabiegi takie jak siew i ściółkowanie mają na celu ograniczenie spływu i erozji poprzez ochronę powierzchni gleby. Naśladują nadziemne warstwy organiczne, które chronią glebę przed uderzeniem kropli deszczu i pochłaniają wodę deszczową, zmniejszając objętość i prędkość spływu.

Przeciwdziałanie wpływowi pożaru na określone właściwości gleby objęte spływem i erozją procesy: zabiegi mające na celu zrównoważenie skutków pożaru na glebę, takie jak zwiększona wodoodporność gleby ( środki powierzchniowo czynne ) lub zmniejszenie agregacji gleby ( flokulanty ). Produkty te można stosować samodzielnie lub w połączeniu z innymi zabiegami stabilizującymi w celu zwiększenia ich skuteczności.

Zmniejszanie długości zbocza: zabiegi takie jak bariery erozyjne mają na celu zmniejszenie ilości osadów, które osiągają wartości zagrożone w dół zbocza, poprzez zmniejszenie długości zbocza, a tym samym prędkości spływu i potencjału erozji. Tworzą również mini-tamy, które zatrzymują spływ, sprzyjają infiltracji i osadzaniu się osadów.

Rodzaje, wybór i realizacja zabiegów popożarowych

Przy wyborze zabiegów stabilizacji zboczy wzgórza należy wziąć pod uwagę trzy kluczowe elementy: (i) skuteczność zabiegu, (iii) koszty produkcji i transportu oraz (i) wartości zagrożone, które mają być chronione. Najbardziej opłacalne leczenie może nie być odpowiedni do ochrony krytycznych wartości zagrożonych, podczas gdy leczenie o najwyższej skuteczności i koszcie może nie być odpowiednie do leczenia dużych obszarów, jeśli koszt naprawy lub wymiany wartości zagrożonych jest niski. Ponieważ największe ryzyko wystąpienia zdarzeń katastroficznych występuje w pierwszym roku po pożarze, podjęcie wszelkich działań doraźnych należy przeprowadzić szybko po pożarze.

Siew: Nasiona traw rodzimych lub obcych (zwykle jednorocznych nie rozmnażających się, aby uniknąć negatywnych interakcji z rodzimą florą i zmiany lokalnej różnorodności biologicznej) są aplikowane ręcznie lub z powietrza na spalony obszar, aby przyspieszyć rozwój roślinności, która zapewnia pokrycie gruntu i wzrost stabilność gleby dzięki płytkiemu systemowi korzeni. Siew jest najczęściej stosowaną na świecie, a głównie w USA, metodą łagodzenia skutków spalonych zboczy wzgórz po pożarach (w latach 70. i 80. XX w. obsiano 75% spalonych obszarów poddanych zabiegowi w USA). Jednakże negatywne skutki uboczne, takie jak potencjalne wprowadzenie gatunków obcych, negatywne interakcje z odradzaniem się rodzimej roślinności oraz niska jej efektywność w pierwszym roku po pożarze, przed ich kiełkowaniem, przyczyniły się do ograniczenia jego stosowania (w XX w. zaszczepiono jedynie 30% spalonych obszarów poddanych zabiegowi w USA).

Bariery przeciwko erozji: Kłody ścinane konturowo lub plecionki ze słomy stały się popularne w USA w latach 90. XX wieku, co zbiegło się ze zmniejszeniem powierzchni zasiewów. Ścięte kłody lub chrusty słomiane są umieszczane na konturze zbocza w celu zmniejszenia prędkości spływu i stworzenia obszarów, w których woda spływająca może infiltrować, a osady osiadają. Ostatnie badania wykazały jednak niską skuteczność tej techniki w przypadku opadów o dużej intensywności, gdy zdolność zatrzymywania jest łatwo przekraczana lub ich zdolność zatrzymywania jest zmniejszona przez osady z poprzednich zdarzeń erozji. Dodatkowo, zły projekt i montaż (szczeliny między kłodą a powierzchnią gleby lub brak konturu ze spadkiem na jednym końcu) mogą prowadzić do zwiększonej erozji z powodu koncentracji spływu w najniższym końcu bariery. Pomimo tych ostatnich spostrzeżeń bariery z bali są nadal szeroko stosowane w krajach śródziemnomorskich, takich jak Hiszpania.

Ściółkowanie : Pokrycie powierzchni gleby materiałem zapewniającym ochronę przed uderzeniem kropel deszczu, zatrzymującym wodę i zmniejszającym prędkość spływu. Najczęściej stosowanym materiałem jest słoma rolnicza, której zastosowanie w latach 2000-tych sięgało 18% leczonych spalonych powierzchni w USA. Tak szerokie zastosowanie wynika z jego wysokiej skuteczności, ale także z rozwoju zastosowań lotniczych, które obniżyły koszty aplikacji i umożliwiły jego opłacalność na niedostępnych obszarach. Alternatywą dla mulczowania słomą jest mulcz na bazie drewna, w którym wykorzystuje się zrębki, ścinki drewna i wióry drzewne, ale także igły sosnowe i pozostałości leśne. Chociaż przed 2010 rokiem ściółkowanie na bazie drewna było stosowane marginalnie, staje się popularne, ponieważ zapobiega skutkom ubocznym słomy rolniczej, takim jak wprowadzanie gatunków obcych i inwazyjnych chwastów, zapewnia jej dłuższą żywotność i stabilność na wiatr. Ponadto ściółkę drzewną można produkować lokalnie ze spalonych lub zielonych drzew, co zmniejsza koszty transportu.

Zabiegi chemiczne: Lepiszcze , nawozy i flokulanty stosuje się jako samodzielne zabiegi w sytuacjach awaryjnych lub w połączeniu z innymi zabiegami w celu zapewnienia zwiększonej stabilności gleby w celu ograniczenia spływu i erozji. Anionowy poliakryloamid (PAM), produkt uboczny syntetycznej ropy naftowej, to flokulant nakładany w postaci granulek lub w postaci roztworu na powierzchnię gleby w obszarach dotkniętych pożarem. PAM wiąże cząstki gleby, zwiększa stabilność gleby i infiltrację oraz zmniejsza erozję gleby. Jednakże badania dotyczące ich skuteczności na obszarach dotkniętych pożarami nie są jednoznaczne lub nie wykazują znaczącego wpływu na spływ i erozję

Zabiegi kombinowane: Siew często łączy się z nawozami w celu zwiększenia żywotności sadzonek. Nasiona pokryto środkiem powierzchniowo czynnym, aby zmniejszyć wodoodporność gleby wywołaną pożarem i zwiększyć dostępność wody. Włókna organiczne (strupy drewna, papier, bawełna i len) zmieszano z nasionami, nawozami i lepiszczami, aby wytworzyć hydromulcz. Chociaż łączone metody leczenia mogą mieć wyższą skuteczność , związany z tym wzrost kosztów produkcji lub transportu może sprawić, że ich zastosowanie będzie mniej opłacalne i wykonalne jedynie w celu zapewnienia dodatkowej ochrony krytycznych wartości zagrożonych.