Stabiliseringsbehandlingar för sluttningar efter brand

Stabiliseringsbehandlingar efter brand är behandlingar som syftar till att stabilisera brandpåverkade sluttningar genom att motverka brandens negativa påverkan på vegetation och markegenskaper . Det slutliga målet med dessa behandlingar är att minska risken för katastrofala avrinning och erosionshändelser och skydda värdefulla resurser i nedförsbacke. Stabiliseringsbehandlingar efter brand i bergssluttningar kallas också för lindrande behandlingar efter brand och akuta stabiliseringsbehandlingar.

Vegetationsbränder förtär vanligtvis trädkronorna helt eller delvis , organiska rester ovan jord (strö), fina rötter och jordorganiska föreningar , vilket minskar markskyddet, förbättrar jordens vattenavstötning och äventyrar markens stabilitet. Den kombinerade effekten av brand och förekomsten av kraftiga nederbörd under säsongen efter brand kan leda till katastrofala hydrologiska händelser och erosionshändelser med allvarliga konsekvenser för befolkningen och värdefulla resurser i nedförsbacke som bostäder, infrastruktur, vattenförsörjningssystem och kritiska livsmiljöer .

Till exempel ledde högintensiv nederbörd efter Thomas-branden i Kalifornien (USA) till katastrofala översvämningar och skräpflöden 2018 med 20 människor döda, 300 hus förstörda och kritisk infrastruktur allvarligt påverkad. Stabiliseringsbehandlingar är en del av Burned Area Emergency Response (BAER)-programmet implementerat av US Forest Service och Department of Interior (USA) och liknande program som Rapid Response Assessment Team (RRAT) i Australien som genomförs i många andra brandutsatta regioner .

Klassificering av stabiliseringsbehandlingar för sluttningar efter brand

Utformningen av sluttningsstabiliseringsbehandlingarna syftar till:

Att motverka brandens inverkan på det markskydd som vegetationen och yttäcket ger: behandlingar som sådd och mulching syftar till att minska avrinning och erosion genom att skydda markytan. De efterliknar organiska skikt ovan jord som skyddar jorden mot regndroppspåverkan och absorberar regnvatten, vilket minskar avrinningsvolymen och hastigheten.

Att motverka effekten av brand på specifika markegenskaper som är involverade i avrinnings- och erosionsprocesser : behandlingar som syftar till att kompensera för brandeffekter på jordar såsom förbättrad markvattenavstötning ( tensider ) eller minskad jordaggregering ( flockningsmedel ). Dessa produkter kan appliceras ensamma eller kombineras med andra stabiliseringsbehandlingar för att öka deras effektivitet.

Minska sluttningslängden: behandlingar såsom erosionsbarriärerna är avsedda att minska mängden sediment som når riskvärden i nedförsbacke genom att minska sluttningens längd och därmed avrinningshastigheten och erosionspotentialen. De skapar också mini-dammar som håller avrinning, främjar infiltration och sediment avsättning.

Typer, urval och genomförande av behandlingar efter brand

Valet av sluttningsstabiliseringsbehandlingar bör beakta tre nyckelelement: (i) behandlingens effektivitet, (iii) kostnaden för produktion och transport, och (i) riskvärdena som ska skyddas Den mest kostnadseffektiva behandlingen kanske inte är tillräcklig för att skydda kritiska riskvärden, medan behandlingen med högsta effektivitet och kostnad inte kan vara lämplig för att behandla stora områden om kostnaden för att reparera eller ersätta riskvärden är låg. Eftersom den största risken för katastrofala händelser inträffar under det första året efter branden, måste införandet av eventuell akutvård genomföras snabbt efter branden.

Sådd: Frön av inhemska eller icke-inhemska gräs (vanligtvis icke-reproducerande ettåriga växter för att undvika negativa interaktioner med inhemsk flora och förändring av lokal biologisk mångfald) appliceras manuellt eller från luften över det brända området för att främja en snabb växtetablering som ger marktäcke och ökning markstabilitet med deras grunda rotsystem. Sådd har varit den behandling för att lindra sluttningar efter brand som oftast används i världen och främst i USA (på 1970- och 1980-talen såddes 75 % av de brända områdena som behandlades i USA). Negativa sidoeffekter såsom potentiell introduktion av icke-inhemska arter, negativa interaktioner med återhämtning av inhemsk vegetation och dess låga effektivitet under det första året efter branden innan de grodde bidrog till att minska användningen (i 2000-talet såddes endast 30 % av de brända områdena som behandlades i USA).

Erosionsbarriärer: Konturfällda stockar eller halmstrån blev populära i USA under 1990-talet samtidigt som de sådda områdena minskade. Avverkade stockar eller halmstrån placeras på sluttningens kontur och syftar till att minska avrinningshastigheten och skapa områden där avrinningsvattnet kan infiltrera och sedimentet sedimentera. Nyligen genomförda studier har dock visat den låga effektiviteten hos denna teknik för högintensiv nederbörd, när hållkapaciteten lätt överskrids, eller deras hållkapacitet reduceras av sediment från tidigare erosionshändelser. Dessutom kan en dålig utformning och installation (luckor mellan stocken och markytan eller inte på kontur med en sluttning mot ena änden) leda till ökad erosion på grund av koncentrationen av avrinning i barriärens lägsta ände. Trots dessa senaste insikter används stockbarriärer fortfarande i stor utsträckning i Medelhavsländer som Spanien.

Mulching : Täcker markytan med ett material som ger skydd mot regndroppar, håller kvar vatten och minskar avrinningshastigheten. Det mest använda materialet är jordbrukshalm, vars användning nådde på 2000-talet 18 % av de brända områdena som behandlades i USA. Denna omfattande användning beror på dess höga effektivitet men också utvecklingen av dess luftapplikation som minskade appliceringskostnaderna och gjorde den lönsam i otillgängliga områden. Ett alternativ till halmkompostning är den träbaserade mulchen som använder flis, spån och trästräng men även barr och skogsrester. Även om den användes marginellt före 2010-talet, blir träbaserad mulching populär eftersom den förhindrar biverkningar av jordbrukshalm som introduktion av främmande arter och invasiva ogräs, dess längre livslängd och stabilitet mot vind. Dessutom kan träbaserade kompostmaterial produceras lokalt från brända eller gröna träd, vilket minskar transportkostnaderna.

Kemiska behandlingar: Klibbmedel , gödningsmedel och flockningsmedel används som fristående akutbehandlingar eller i kombination med annan behandling för att ge ökad markstabilitet för att minska avrinning och erosion. Anjonisk polyakrylamid (PAM), en syntetisk petroleumbiprodukt, är ett flockningsmedel som appliceras som pellets eller i lösning på markytan i branddrabbade områden. PAM binder jordpartiklar, ökar markens stabilitet och infiltration och minskar jorderosion. Studier av deras effektivitet i branddrabbade områden är dock ofullständiga eller visar ingen signifikant effekt på avrinning och erosion.

Kombinerade behandlingar: Sådd har ofta kombinerats med gödningsmedel för att öka livskraften för plantorna. Frön har belagts med ytaktivt medel för att minska markens vattenavstötning och öka tillgången på vatten. Organiska fibrer (träflisor, papper, bomull och lin) har blandats med frön, gödningsmedel och klibbmedel för att producera hydromulcher. Även om kombinerade behandlingar kan ha högre effektivitet , kan den tillhörande ökningen av produktions- eller transportkostnader göra tillämpningen mindre kostnadseffektiv och endast genomförbar för att ge ytterligare skydd mot kritiska riskvärden.