Wat zou er gebeuren als een bosbrand een ecosysteem zou vernietigen?

Bosbranden zijn een natuurlijk fenomeen en bossen zijn geëvolueerd om ermee om te gaan. Hoe verwoestend bosbranden ook lijken, bossen groeien vaak in hun kielzog terug. In sommige gevallen worden bosbranden echter zo hevig dat ze ernstige schade aan de bodem veroorzaken die jaren of zelfs decennia kan duren om te herstellen.

Pionierssoorten zijn de eersten die na een brand het buitenaardse landschap van een bos opnieuw koloniseren en hun intrek nemen. Vaak hebben deze winterharde planten speciale aanpassingen waardoor ze zeer geschikt zijn om te concurreren in de omgeving na de brand. Dekenbloem heeft bijvoorbeeld zaden die na een brand kunnen ontkiemen en wortel schieten en in de grond wel twee jaar levensvatbaar blijven. Naarmate pioniersoorten groeien, creëren ze de omstandigheden die nodig zijn om de soort uit het oorspronkelijke bos terug te laten keren. In sommige Canadese bossen zijn bijvoorbeeld espen na bosbranden een van de eerste bomen die terugkeren, en zwarte sparren uit het oorspronkelijke bos kunnen wortel schieten in hun schaduw. Uiteindelijk verdringen deze oorspronkelijke soorten de pioniers en nemen hun plaats in. Naarmate de oorspronkelijke soort dominant wordt, creëren ze een bos dat lijkt op het bos dat vóór de brand bestond. Ophopende naalden en puin zorgen voor de brandstof die nodig is voor een nieuwe brand en de cyclus herhaalt zich weer.

In sommige gevallen branden bosbranden zo heet en worden ze zo hevig dat ze ernstige schade aan de bodem aanrichten en deze zodanig veranderen dat herstel jarenlang of zelfs decennia zou kunnen voorkomen. Opgehoopt puin is een belangrijke risicofactor voor deze ernstige branden. Als de laag zwerfvuil en puin op een bosbodem vóór de brand erg dik is, kan de brand langzaam bewegen en zeer hoge temperaturen bereiken. Dat is een van de redenen waarom periodieke kleine branden belangrijk zijn voor de gezondheid van veel bosecosystemen: ze voorkomen de ophoping van zwerfvuil en puin dat zou kunnen leiden tot een veel vernietigender megabrand later.

Branden bij hoge temperaturen kunnen ervoor zorgen dat bodems waterafstotend of hydrofoob worden door verdamping van hydrofobe verbindingen die opnieuw condenseren op bodemdeeltjes en deze vervolgens bedekken met een waterafstotende laag. Als de bodem eenmaal hydrofoob is, neemt hij veel minder water op, waardoor het moeilijker wordt voor planten om wortel te schieten en het landschap na de brand extreem kwetsbaar is voor erosie. Erosie voert waardevolle bovengrond weg en verstikt beken en waterlopen, waardoor het voor pioniersoorten moeilijker wordt om het land te koloniseren. As van het vuur maakt het probleem nog erger en verstikt de poriën in de grond, zodat water niet kan binnendringen. De bodem kan na een ernstige brand nog maanden of zelfs jaren na de brand hydrofoob blijven, hoewel de deeltjes doorgaans hun hydrofobe coating binnen zes jaar of minder verliezen.

Bodemsterilisatie vindt plaats waar een heet en langzaam brandend vuur bodemschimmels en microben vernietigt. De bacteriën en schimmels in de bodem spelen een cruciale rol bij het leveren van voedingsstoffen aan de planten die daar leven. Bodemsterilisatie kan het herstel van bossen tot vele jaren na de brand vertragen. Soms duurt het wel 12 jaar voordat de activiteit van bodemmicroben het niveau van vóór de brand heeft bereikt. Hevige bosbranden verminderen ook de hoeveelheid beschikbare stikstof in de bodem, waardoor het moeilijker wordt voor planten en microben om zich opnieuw te koloniseren. Hoe hoger de temperatuur van de brand, hoe ernstiger dit effect wordt.

Hardy invasieve soorten kunnen het landschap na de brand koloniseren en vervolgens de terugkeer van de oorspronkelijke inheemse soort voorkomen. Scotch brem, bijvoorbeeld, is een invasieve soort die gebieden van de Sierra Nevada na bosbranden zo effectief heeft gekoloniseerd dat de oorspronkelijke soort niet in staat was terug te keren. In dit soort gevallen zal het oorspronkelijke ecosysteem misschien nooit worden hersteld, omdat er een nieuw ecosysteem voor in de plaats is gekomen waarin niet-inheemse invasieve soorten centraal staan.