JoVE Logo

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

يشرح هذا العمل أنسب التقنيات والأساليب لإجراء دراسة تاريخ الحرائق من بداية اختيار الموقع إلى التحليل النهائي للعلاقة بين الحرائق والمناخ.

Abstract

تعد أنماط حلقات الأشجار السنوية مصدرا للمعلومات البيئية والبيئية بما في ذلك تاريخ الحرائق في مناطق الغابات. تتضمن تواريخ الحرائق القائمة على حلقة الأشجار ثلاث مراحل أساسية: الجمع الميداني ، وطرق المختبر (التحضير والتأريخ) ، وتحليل البيانات. نقدم هنا إرشادات وقضايا خطوة بخطوة يجب مراعاتها ، بما في ذلك عملية اختيار منطقة الدراسة ، ومواقع أخذ العينات ، بالإضافة إلى كيفية وأي أشجار ندوب من الحرائق يجب أخذ عينات منها. بالإضافة إلى ذلك ، نصف تحضير عينة ندبة النار والتأريخ التي تتم في المختبر. أخيرا ، نصف التحليل الأساسي والنتائج ذات الصلة ، بما في ذلك أمثلة من الدراسات التي أعادت بناء أنماط تاريخ الحرائق. تسمح لنا هذه الدراسات بفهم تواتر الحرائق التاريخي ، والتغيرات في تلك الترددات المتعلقة بالعوامل البشرية ، وتحليلات كيفية تأثير المناخ على حدوث الحرائق بمرور الوقت. يجب أن يوفر وصف هذه الأساليب والتقنيات فهما أكبر لدراسات تاريخ الحرائق التي ستفيد الباحثين والمعلمين والفنيين والطلاب المهتمين بهذا المجال. ستسمح هذه الأساليب التفصيلية للباحثين الجدد في هذا المجال ، وهو مورد لبدء عملهم الخاص وتحقيق نجاح أكبر. سيوفر هذا المورد تكاملا أكبر لجوانب حلقات الأشجار في الدراسات الأخرى ويؤدي إلى فهم أفضل للعمليات الطبيعية مع النظم الإيكولوجية الحرجية.

Introduction

تعتبر حرائق الغابات ، التي تشعلها أسباب طبيعية أو بشرية ، واحدة من أكثر عوامل الاضطراب البيئي شيوعا التي تؤثر على النظم البيئيةالأرضية 1. على سبيل المثال ، تؤثر الحرائق وأنظمة الحرائق بشكل أكثر تحديدا على تكوين الأنواع النباتيةوهيكلها 2. الحريق هو أيضا عملية أساسية تربط الدورات البيوجيوكيميائية والتقلبات المناخية3،4. في بعض المناطق ، تساهم الحرائق في التدهور وإزالة الغابات ، بينما في مناطق أخرى ، تعتبر الحرائق أساسية لتجديد واستدامة هياكل الغابات المفتوحة5،6. نتيجة لذلك ، يعد فهم الدور البيئي لحرائق الغابات أمرا ضروريا لبرامج الإدارة والحفظ.

تعرف أنظمة الحرائق بأنها نمط أحداث الحرائق بمرور الوقت الذي يتميز بالتكرار وتباينه في النوع والمدى والشدة والموسمية والشدة7،8. يمكن دراسة أنظمة حرائق الغابات من خلال المراقبة المباشرة والتقارير وصور الأقمار الصناعية والتاريخ الشفوي والهيكل العمري وتكوين الأنواع ، ومن خلال استخدام الأساليب التعاقبيةالزمنية 9. يستخدم علم التواريخ الشجيرية حلقات الأشجار ، المؤرخة بدقة سنوية ، لدراسة الأحداث المناخية والبيئية10. أحد فروع علم الشجيرات التاريخية هو إعادة بناء تاريخ الحرائق أو علم الشجيرات الذي يستخدم حلقات الأشجار لتحديد الأنماط المكانية والزمانية للحرائق السابقة والمعاصرة وبالتالي إعادة بناء نظام الحرائق داخل منطقة الدراسة11،12. توفر الأساليب الشجيرية الزمنية مزايا الدقة والدقة مقارنة بطرق التأريخ الأخرى ، لأنها تسمح بتأريخ الأحداث البيئية ، بدقة سنوية إلى سنوية (أي موسمية) ، على نطاقات زمنية طويلة ، وأحيانا تصل إلى عدة آلاف من السنين13،14.

تعد إعادة بناء تاريخ الحرائق أيضا أمرا بالغ الأهمية في فهم كيفية تأثير أنماط دوران المناخ العامة على النطاقات الإقليمية على انتشار الحرائق. هذه التحليلات للعلاقة بين المناخ والحرائق جديدة لأنها توفر نظرة ثاقبة حول كيفية تأثير المناخ على ترددات الحرائق على مدى فترات طويلة من الزمن ، وهو أمر غير ممكن مع سجلات المناخ الآليةالحديثة 4. من أجل تسهيل إعادة بناء تاريخ الحرائق ، نقدم بروتوكولا ميدانيا ومختبرا يصف الأساليب والتقنيات الزمنية التي ستسمح للباحثين والمعلمين والفنيين والطلاب المهتمين بهذا المجال من الدراسة ببدء مشاريعهم ودراساتهم الخاصة.

في هذا البروتوكول ، نقدم الأدوات اللازمة لتطوير فهم أكبر وإجابات على الأسئلة البيئية المختلفة في مجال بيئة الغابات مثل: 1) ما هو نظام الحرائق؟ 2) هل تغيرت أنظمة الحرائق في العقود الأخيرة أم استمرت ترددات الحرائق دون تغيير كبير؟ أو 3) هل كانت هناك تغييرات تعزى إلى التأثير البشري؟ 4) كيف ترتبط أنماط تردد الحرائق بتقلبات المناخ؟

Protocol

1. استراتيجية أخذ العينات

  1. تحديد منطقة الدراسة
    1. بشكل عام ، تكون مناطق الغابات واسعة (مئات أو آلاف الهكتارات) ، لذلك ، حدد منطقة دراسة تلبي الأهداف ، والتي في هذه الحالة ، هي تحديد تاريخ الحرائق وتنوعها بمرور الوقت (الشكل 1). قصر منطقة الدراسة فقط على المناطق التي تحتوي على أشجار ناجمة عن النيران والتي ستكون وحدة أخذ العينات. غالبا ما يمكن تسهيل استطلاع منطقة الدراسة باستخدام الطائرات بدون طيار وتقنيات الفيديو ، والتي توفر مناظر للمناظر الطبيعية الأكبر ، مما يوفر الوقت والمال.
    2. داخل منطقة الدراسة، حدد مواقع أخذ العينات المحتملة المتشابهة بشكل مثالي في الحجم، من أجل تسهيل المقارنات. يمكن أن تختلف مواقع أخذ العينات في الحجم التي تتراوح من مساحات كبيرة (>50 هكتارا) إلى مواقع أصغر (5-50 هكتارا) أو قطع أراضي (<5 هكتارا) اعتمادا على منطقة الدراسة وتوافر الأشجار الناجمة عن النيران وأهداف الدراسة. سيعتمد عدد المواقع بالطبع على التباين ، ولكن بشكل عام ، يتم اقتراح أكثر من موقع واحد. وينبغي أن تكون التضاريس ونوع الغابات داخل كل موقع ممثلة لنظام بيئي أكبر للسماح باستقراء النتائج9.

figure-protocol-1209
الشكل 1: غابات Pinus hartwegii. (أ) التباين الطبوغرافي للموقع من حيث المنحدر، والغطاء الحرجي، والحواجز الجبلية، والوقود، وغيرها. (ب) منظور أوسع للمناظر الطبيعية حول التضاريس وظروف الغابات ، والمتغيرات التي تؤثر على سلوك الحرائق ، واختيار مواقع الدراسة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

  1. استراتيجية أخذ العينات (اختيار الموقع داخل منطقة الدراسة)
    1. داخل منطقة الدراسة ، حدد موقع أخذ العينات بطريقة ، إما عشوائية أو منهجية أو انتقائية15. وسيتوقف ذلك على أهداف الدراسة وتوافر الموظفين والموارد المالية.
    2. عادة لإعادة بناء تاريخ الحرائق ، استخدم أخذ العينات الانتقائي. أي ، داخل منطقة الدراسة ، حدد المواقع المعروفة باحتوائها على أشجار ناجمة عن النيران.
    3. باستخدام استراتيجية أخذ العينات هذه ، حدد المواقع التي يوجد بها دليل على حدوث حرائق وتم تسجيلها على أنها ندوب حريق. المناطق التي تظهر عليها علامات الحرائق الأخيرة ، مثل الأشجار المحروقة أو التي قتلت مؤخرا ، ولكن ليس لديها دليل على ندوب الحرائق السابقة ليست مناسبة لإعادة بناء أنظمة الحرائق ولكن غالبا ما يتم الخلط بينها وبين المواقع المناسبة (الشكل 2 أ).
      ملاحظة: إذا كان الهدف هو قياس الأضرار التي تسببها الحريق في التجديد ، أو تأثيره على معدلات النمو ، أو تقييم انتعاش هذه الغابات بعد الحريق ، فإن هذه الأنواع من المناطق ستكون بلا شك مثالية. ومع ذلك ، نظرا لأن الهدف هو تحديد تاريخ الحريق وتنوعه بمرور الوقت ، فإنه يتطلب مواقع تظهر فيها الأشجار علامات (ندوب) على أضرار الحرائق السابقة ولكنها بدأت في الشفاء (الشكل 2 ب).
    4. استكشف منطقة الدراسة وحدد موقعا به العديد من الأشجار طويلة العمر (>10) وأدلة على ندوب الحريق (الشكل 2 ج). سجل الموقع (إحداثيات GPS) لجميع الأشجار التي تعرضت للحرائق باستخدام تلك الخاصة بالنقاط لتحديد حدود موقع الدراسة.
    5. قم بتعيين السطح المكاني للموقع في نظام المعلومات الجغرافية أو برنامج رسم الخرائط الآخر للتأكد من أن المواقع ذات حجم مماثل.
    6. على وجه الخصوص ، داخل كل موقع ، حدد موقع الأشجار الأطول عمرا التي تعرضت لندوب الحريق للسماح بإعادة بناء تاريخ الحرائق في الموقع في وقت طويل قدر الإمكان (قرون أو عدة قرون في الماضي) ، وفهم أكبر لتباين تكرار الحريق خلال تلك الفترة الزمنية.

figure-protocol-3695
الشكل 2: مواقع الدراسة مع أو بدون إمكانية إعادة بناء تاريخ الحرائق. (أ) غابات الصنوبر التي تأثرت (احترقت) بحريق وقع مؤخرا، ولكن الأشجار لا تظهر أي دليل على وجود تندب؛ هذه المواقع ليست مفيدة لهذا النوع من الدراسة لأنها تفتقر إلى الأشجار التي تعرضت لها النيران. (ب) غابة الصنوبر مع دليل على حرائق سابقة ، تحتوي الأشجار على قسم متفحم مرئي في قاعدة الجذع على شكل مثلث ، يعرف باسم "وجه القطة" ، يتشكل عندما تلتئم الشجرة بعد أحداث الحرائق المتكررة. تعتبر هذه المواقع لديها إمكانية لإعادة بناء تاريخ الحرائق. (ج) منظر عن قرب لقاعدة شجرة مزعجة بالحرائق يبدو أنها سجلت العديد من الحرائق. تمثل كل طبقة من الطبقات المختلفة ندبة نار. في هذه الحالة ، تظهر 11 ندبة حريق. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

  1. اعتبارات عامة لأخذ العينات (اختيار عينات الأشجار داخل المواقع)
    ملاحظة: يعد جمع الأشجار التي تعرضت للنيران من أهم الخطوات في هذا النوع من الدراسة.
    1. بمجرد تحديد منطقة الدراسة وحدود الموقع ، ابدأ في استكشاف الموقع المحدد من نقطة معروفة ، وتقدم تدريجيا حتى يغطي الموقع بأكمله. الهدف من الاستكشاف هو الحصول على أكبر قدر ممكن من الجرد الكامل لجميع الأشجار التي تعرضت للحريق مع ملاحظة حالتها (شجرة حية أو عقبة أو سجل) ، وعدد ندوب الحريق ، والمواقع وإمكانية الوصول إليها (صعوبة استخراج عينة ندبة النار من الشجرة). (الشكل 3أ ، ب).
    2. بناء على هذه المعلومات ، حدد الأشجار التي ستساهم بشكل أفضل في إعادة بناء أطول تاريخ للحرائق وأكثرها اكتمالا لهذا الموقع. اجمع ما لا يقل عن 10 أشجار نابضة بالحرائق من كل موقع ، مع إعطاء الأولوية القصوى للأشجار التي لديها أكبر عدد وندوب حريق محفوظة وأفضل ندوب حريقمحفوظة 9 (الشكل 3ب ، د). لاحظ أنه لا تحتاج جميع الأشجار التي تعرضت للحريق داخل الموقع إلى أخذ عينات. في معظم الحالات ، يزداد عدد الحرائق المسجلة مع زيادة حجم العينة (عدد الأشجار). ومع ذلك ، فإن هذه العلاقة عادة ما تتقارب بعد 10-15 شجرة16.
    3. من أجل الحصول على أكبر عمق ممكن للعينة بمرور الوقت ، ابذل جهودا لجمع جذوع الأشجار والعقبات التي تعرضت للحريق ، والتي من المرجح أن تحتوي على أقدم ندوب الحريق ، بالإضافة إلى الأشجار الحية التي سيكون لها ندوب من الحرائق الأخيرة.
    4. تجنب جمع عينات ندبة النار السائبة أو المتدهورة للغاية والتي ، عند قطعها ، يمكن أن تضيع ويكاد يكون من المستحيل إعادة تجميعها.
    5. عندما يكون للأشجار المختارة نفس عدد الندوب والمتانة ، ضع في اعتبارك أخذ عينات من الأنواع ذات حلقات النمو الأكثر وضوحا ، مما يسهل تأريخ الندوب9.
    6. قبل جمع أي عينة ، قم بتطوير ورقة بيانات ميدانية تسمح بجمع المعلومات الأكثر صلة من كل عينة وموقع بما في ذلك المعلومات التالية17.
      1. استخدم أوراق البيانات الميدانية التي تتضمن معلومات عامة مثل: اسم منطقة الدراسة ورمزها (يفضل أن تكون ثلاثة أحرف ، على سبيل المثال ، Cuenca Río Nazas ، CRN) ، رقم الموقع ، رقم العينة ، حالة العينة (صلبة ، مقطعة ، فاسدة) ، تاريخ التجميع ، والمجمع.
      2. تحديد وصف الموقع المصغر (جاف ، رطب ، متوسط) ، منحدر وجانب.
      3. تحديد سمات الشجرة: الأنواع ، القطر ، الارتفاع ، الحالة (حية ، عقبة ، سجل ، جذع).
      4. تحديد الموقع الجغرافي: الإحداثيات (UTM والدرجات) ، الارتفاع.
      5. تحديد وصف العينة: ارتفاع العينة وجانبها على الجذع ، وعدد العينات المأخوذة ، وعدد القطع / العينة ، وعدد الندوب / العينة المرئية ، وتعرض الندوب.
      6. التقط صورا و / أو رسومات عينة ميدانية: ستوثق هذه المعلومات شكل عينة ندبة الحريق وعدد الأقسام في حالة إزاحة أجزاء من العينة وستحتاج إلى إعادة تجميعها لاحقا. سيساعد ذلك في ترميمه (لصقه وإعداده) في المختبر. غالبا ما يكون الرسم داخل ورقة البيانات مفيدا لأنه يسمح بالتعليقات التوضيحية.
  2. جمع العينات (جمع الأشجار التي تعرضت لها النيران)
    1. بعد تحديد الأشجار التي سيتم أخذ عينات منها ، ولكن قبل البدء في استخراج عينة ندبة الحريق ، افحص المنطقة المحيطة بالشجرة. قد يكشف هذا الفحص عن الفروع أو الصخور السائبة أو مشكلات السلامة الأخرى التي قد تحتاج إلى معالجة قبل اشتعال المنشار ، من أجل توفير بيئة عمل آمنة.
    2. لاستخراج ندوب الحريق من جذوع الأشجار أو جذوع الأشجار ، خذ مقاطع عرضية كاملة (الشكل 3 ج). ومع ذلك ، لاستخراج عينات من العقبات الدائمة والأشجار الحية ، قد يكون من الضروري قطع المقاطع العرضية الجزئية (الشكل 3أ ، د). عندما يكون ذلك ممكنا ، أكد على أخذ عينات من الأشجار الميتة لتقليل الضرر الذي يلحق بالأشجارالحية 18. الأداة الرئيسية لأخذ العينات هي المنشار ، مع شريط 20 بوصة على الأقل (على سبيل المثال: شريط من 18 إلى 24 بوصة) للسماح باستخراج العينات من كل من الأشجار الصغيرة والأشجار الكبيرة. يوصى أيضا بالحصول على أجزاء معدات إضافية عند أخذ العينات حتى لا يتأخر أخذ العينات الميدانية في حالة حدوث عطل ميكانيكي.
    3. عند اختيار جانب وارتفاع عينة ندبة الحريق المراد استخراجها ، ضع في اعتبارك الجانب و / أو الارتفاع الذي يحتوي على أكبر عدد من ندوب الحريق المرئية وأفضل ما يتم الحفاظ عليه. في كثير من الأحيان ، يكون عدد ندبة الحريق أكبر بالقرب من الأرض12 (الشكل 3أ ، ب). يمكن أن يصل ارتفاع ندوب النار في كثير من الأحيان إلى عدة أمتار وقد لا تحدث الندوب التي لوحظت في الجزء العلوي في قاعدة الجذع (الشكل 3 ب). في مثل هذه الحالات ، سيكون من الضروري جمع عينات متعددة من شجرة واحدة ، بما في ذلك عينات من كل من القاعدة وما فوق من أجل التقاط سجل تاريخ حريق كامل قدر الإمكان ، من تلك الشجرة. ومع ذلك ، غالبا ما يكون جمع ندوب النار في القاعدة أكثر صعوبة وخطورة خاصة عند قطع المقطع العرضي باستخدام المنشار الثقيل. بالإضافة إلى ذلك ، قد يتطلب القطع السفلي على الشجرة الركوع ، مما قد يعيق الإخلاء السريع للموقع ، إذا لزم الأمر.
    4. قبل البدء بقطع الشجرة ، تأكد من اتخاذ جميع احتياطات السلامة اللازمة بما في ذلك معدات الحماية المناسبة مثل القفازات والخوذة وحماية السمع والفصول والأحذية المناسبة.
    5. بمجرد اختيار الشجرة المصابة بالحرائق جنبا إلى جنب مع الارتفاع والجانب الذي سيتم استخراج العينة منه ، اجعل شخصا إضافيا قريبا يراقب الشجرة عن كثب ، وعلى استعداد لتنبيه المنشار في حالة بدء الشجرة في السقوط. تأكد من أن هذا الشخص الإضافي والمنشار لديهما طريقة غير لفظية / غير مرئية للتواصل ، مثل النقر على الكتف ، في حالة حدوث مثل هذه الحالة الطارئة. بالإضافة إلى ذلك ، تأكد من أن كلا الشخصين لديهما استراتيجية إخلاء محددة مسبقا ومنطقة أمان قبل البدء في أي قطع.
    6. بعد اختيار الشجرة والجانب الذي يحتوي على أفضل سجل ، واحتياطات السلامة اللازمة ، قم باستخراج عينة ندبة الحريق من شجرة حية أو ميتة واقفة.
      1. أولا ، قم بقطع مقطع عرضي جزئي من الشجرة9،19. للقيام بذلك ، قم بعمل قطع أفقي على طول المقطع العرضي على جانب واحد من الجذع الذي ندب بالنار (Catface) يمتد من اللحاء إلى وسط الشجرة ويقطع جميع الندوب التي يجب استخراجها (الشكل 3 د).
      2. بعد إجراء القطع الأفقي الأول ، قم بعمل قطع أفقي متوازي ثان من 2 إلى 3 سم فوق أو أسفل القطع الأول (الشكل 3 د). كلما كان القطع أرق ، قل الضرر الذي يلحقه بالشجرة ؛ ومع ذلك ، فإن السماكة تعتمد على مدى صلابة الشجرة. إذا كانت الشجرة متدهورة للغاية ، فيجب أن تكون العينة أكثر سمكا (>3 سم) لتوفير قدر أكبر من الاستقرار.
      3. بعد إجراء القطعتين الأفقيتين عبر الجذع ، قم بعمل قطعتين غطستين ، واحدة من الخلف والأخرى من مقدمة الشجرة باتجاه مركز الشجرة لإزالة المقطع العرضي من الشجرة. قم بعمل قطع الغطس باستخدام طرف شفرة المنشار لدخول الشجرة عند النقطة التي ينتهي فيها القطعان الأفقيان المتوازيان. يجب أن تقطع قطع القطع الغاطسة أي خشب يحمل المقطع العرضي للشجرة ، مما يسمح باستخراج المقطع العرضي (الشكل 3E ، F).
        ملاحظة: ابدأ القطع الغاطس عن طريق وضع قضيب المنشار بزاوية 45 درجة من جذع الشجرة (الشكل 3E) ، في نهاية القطعتين الأفقيتين المتوازيتين. ابدأ القطع بالجزء العلوي من الشريط ، واقطع الشجرة ببطء باستخدام حركة تصاعدية لتجنب المنشار من الركل للخلف. بمجرد بدء القطع واختراق الشفرة للشجرة ، يمكن إحضار الشريط إلى وضع أفقي (الشكل 3F) للتغلغل بشكل أعمق في الشجرة. يسمح البدء بزاوية 45 درجة ببدء أكثر أمانا للقطع. إذا تمت محاولة بدء القطع من وضع أفقي على الجذع ، فسوف ترتد شفرة المنشار بعيدا عن الشجرة بقوة كبيرة ويمكن أن تسبب إصابة.
      4. استخرج العينة (الشكل 3G).
      5. قم بتسمية العينة باستخدام رمز الموقع ورقم الشجرة ورقم العينة (على سبيل المثال، سيتم تسمية العينة الأولى من CRN للموقع CRN-01-a. رقم الشجرة (1 ، 2 ، 3 ، ...) ورقم العينة ، يشار إلى الأخير بأحرف ، أ ، ب ، ج ، إلخ.) (الشكل 3H).
      6. التقط صورة للعينة في الميدان ؛ يسمح ذلك بالتقاط الحالة المادية للعينة في وقت الاستخراج ، بما في ذلك الشكل وعدد القطع (إذا كانت قد انقسمت إلى قطع متعددة) وحالة العينة وملصق العينة في حالة مسحها وما إلى ذلك. إذا انقسمت العينة إلى عدة قطع عند استخراجها ، فأعد بناء العينة على أفضل وجه ممكن بما في ذلك جميع القطع وقم بتمييز كل قطعة بعلامة.
      7. لتسهيل إعادة بناء العينة ، حدد مكان انضمام القطع عن طريق رسم خطوط عمودية من خلال القطع المجاورة. يجب تسمية كل قطعة من هذه القطع بشكل فردي بالموقع ومعرف الشجرة بالإضافة إلى رقم فريد لكل قطعة على حدة. لذلك ، إذا تم خلط القطع من العينة ، فإن هذه المعلومات ستكمل الصورة وتسهل تحديد كيفية ترتيب كل قطعة داخل العينة17. يمكن أن يسهل الرسم في الحقل في وقت الاستخراج أيضا إعادة الإعمار هذه. تتمثل ميزة الرسم في أنه يسمح بالتعليق التوضيحي وبالتالي تسمية القطع الفردية داخل الرسم.
      8. أخيرا ، استخدم شريطا كهربائيا أو غلافا بلاستيكيا لتأمين عينة ندبة الحريق وجميع القطع الفردية في أقرب وقت ممكن من الترتيب الأصلي. هذا مهم بشكل خاص لعينة ندبة النار بدرجة معينة من التدهور أو التعفن. سيؤدي لف العينة بإحكام أيضا إلى حماية العينة أثناء نقلها إلى المختبر17 (الشكل 3I).
      9. على الرغم من أن معظم دراسات إعادة بناء الحرائق تستخدم مقاطع عرضية جزئية أو كاملة ، فمن المهم الإشارة إلى أن بديلا آخر ، على الرغم من عدم استخدامه على نطاق واسع ، هو استخدام نوى الزيادة. هذا النوع من أخذ العينات ممكن فقط في الأشجار الميتة الحية أو الصلبة مع مراعاة اعتبارات الاستخراج الموضحة في الشكل 4.

figure-protocol-13979
الشكل 3: عملية أخذ عينات ندبة النار. (أ) يتم اختيار شجرة بها ندوب حريق و (ب) تظهر رؤية قريبة لوجه القطة (المناطق ذات الندوب النارية المكشوفة في قاعدة الشجرة) العديد من ندوب الحريق وستكون مثالا على شجرة يمكن اختيارها لأخذ العينات. (ج) استخراج عينة من ندوب حريق من جذوع الأشجار. في حالة السجلات ، يكون استخراج القسم الجزئي أو الكامل أسهل لأنه يمكن إجراء القطع عموديا. في حالة الأشجار الحية والعقبات ، تكون العملية أكثر صعوبة وتتضمن الخطوات التالية: (د) لاستخراج ندوب النار من الأشجار الحية ، والخطوة الأولى هي تحديد الوجه بأوضح السجلات ، وإجراء قطعتين أفقيتين في قاعدة جذع الشجرة. (ه، و) لاستخراج العينة ، قم بإجراء قطع غطس ، حيث يتم دفع طرف المنشار عموديا على طول الطرف الخلفي للقطعتين الأفقيتين ، من اللحاء باتجاه مركز الشجرة لكسر العينة ، (G) ثم يتم استخراج العينة و (H) يتم تصنيفها (منطقة الدراسة ، رقم الموقع والشجرة ، رقم العينة ، الإحداثيات) ، وأخيرا (I) يتم لف العينة بالبلاستيك لتجنب التلف أثناء نقلها إلى المختبر. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-protocol-15342
الشكل 4: أخذ عينات من الأشجار التي تعرضت للحريق عن طريق استخراج نوى النمو (نوى الزيادة) باستخدام مثقاب Pressler. لتنفيذ تقنية أخذ العينات هذه بنجاح ، من المهم مراعاة زاوية الاستخراج فيما يتعلق بالندبة. 1) سيكون قلب العينة الذي يعبر ندبة النار غير مكتمل لأن جميع الحلقات بعد الندبة ستكون مفقودة ، 2) في النواة الثانية ، قد تكون الحلقات الأولى بعد الندبة مفقودة أيضا ، ولكن 3) من الناحية المثالية ، سيحتوي النواة الثالثة على جميع حلقات النمو وسيسمح بتحديد وتأريخ ندبة النار إلى السنة المحددة و 4) نواة رابعة بعيدا عن ندبة النار ، لذلك ، مع كل حلقات النمو ، سيتم الحصول عليها ، لكنها لن تعمل على تحديد وتاريخ الحريق. ومع ذلك ، يمكن أن يكون هذا الأخير بمثابة تسلسل زمني مرجعي للشجرة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

2. تحضير العينة في المختبر

  1. بمجرد وصول عينات ندبة النار إلى المختبر ، قم بفكها بعناية ، وافصل المقاطع العرضية المكونة من قطعة واحدة عن تلك التي تتكون من قطع متعددة.
  2. استعادة العينات بقطع متعددة. يتكون هذا الإجراء من تحديد جميع القطع التي تشكل جزءا من العينة ، ولصق القطع المختلفة معا (باستخدام الغراء الأبيض للخشب). إذا لزم الأمر ، استخدم الصور الفوتوغرافية الملتقطة في الميدان لتحديد ترتيب كل قطعة على حدة.
  3. في العينات التي تتدهور بشدة بسبب العفن ، قد لا يكون تطبيق الغراء كافيا لخلق المتانة المطلوبة التي ستكون مطلوبة في عمليات الصنفرة / التلميع والتأريخ. لإنشاء الاستقرار المطلوب، قم بتركيب هذه العينات. أي ، بعد تجميع جميع أجزاء هذه العينات ، قم بتركيب جميع القطع الفردية للعينة على سطح خشبي (على سبيل المثال ، الخشب الرقائقي) ، وقم بلصق جميع قطع العينة باستخدام دباسة ميكانيكية أثناء عملية اللصق ، إذا لزم الأمر17.
  4. بعد اكتمال عملية التحضير ، جفف العينات في الهواء الطلق في الظل لمدة 3-5 أيام. لا تجفف العينات مباشرة في الشمس ، لأن الفقدان المفاجئ للرطوبة يمكن أن يتسبب في انقسام العينة وكسرها.
  5. بمجرد أن تجف العينات ، قم بقطع عينات أكثر سمكا (>3 سم) إلى سمك 2 إلى 3 سم لتسهيل المناولة تحت المجهر ونظام القياس.
  6. صنفرة / تلميع جميع العينات باستخدام حبيبات ورق صنفرة مختلفة ، من 40 إلى 1,200 حصى. ابدأ بأصغر عدد (خشون) من الحبوب لإزالة الأجزاء المقطوعة الأكثر خشونة واستمر في الصنفرة بعدد أكبر تدريجيا من الحبيبات (أدق) حتى يتم تحقيق سطح موحد وتكون هياكل خلايا حلقة الشجرة مرئية بوضوح تحت المجهر. سيسمح ذلك بتحديد موضع ندبة الحريق داخل الحلقة السنوية (الشكل 5).

figure-protocol-17937
الشكل 5: عينة Pinus hartwegii المليئة بالحرائق بعد التحضير أو الصنفرة. يشير العدد الأولي لحلقات الأشجار المميزة بنقاط زرقاء إلى عمر العينة (121 عاما). تظهر الحلقات السنوية المؤرخة باللون الأسود (1891-2011). يمكن التأريخ المباشر في العينات التي تم جمعها من الأشجار الحية حيث تعرف سنة الحلقة الخارجية (2011 في هذه الحالة) ، والحلقات واضحة ، ولا توجد مشاكل في النمو (حلقات مفقودة وخاطئة) أو يمكن تمييز هذه المشاكل بسهولة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

3. التأريخ الدائري الشجري

  1. عد حلقات النمو في كل عينة لتحديد العمر ، بدءا من المركز باتجاه اللحاء. ضع علامة كل فترة 10 سنوات بنقطة واحدة ، و 50 عاما بنقطتين ، وثلاث نقاط للإشارة إلى كل 100 عام20.
  2. حدد سنة تكوين كل حلقة سنوية بالضبط من خلال مقارنة أنماط النمو20.
  3. في عينات من الأشجار الحية الصغيرة ، يعرف تاريخ الحلقة الخارجية (المجاورة لللحاء) لأنه العام الذي تم فيه جمع العينة. في هذه الحالة ، حدد التاريخ مباشرة على العينة عن طريق عد الحلقات من الخارج (اللحاء) باتجاه مركز العينة. على سبيل المثال ، إذا تم جمع العينة في الأشهر الأخيرة من عام 2011 ، فسيكون نمو ذلك العام قد اكتمل بالفعل بالكامل تقريبا ، وبالتالي ، سيكون تاريخ هذه الحلقة الخارجية الأخيرة هو عام 2011. ابدأ في العد التنازلي من هذه الحلقة وحدد تاريخ الحلقات اللاحقة وصولا إلى الحلقة الأعمق (الشكل 5). كما ذكرنا سابقا ، ضع علامة على بداية كل عقد باستخدام نقطة واحدة ونقطتين للسنة الخمسين وثلاث نقاط لكل قرن.
  4. بالنسبة للأشجار الحية الأطول عمرا ، قم بتطوير رسم بياني للنمو أو مخططات هيكلية لكل عينة وقارن أنماط النمو بين الأشجار. لمزيد من التفاصيل حول كيفية إنشاء مؤامرة هيكلية ، يرجى الاطلاع على Stokes and Smiley20. التزامن (الحلقات الرفيعة والعريضة) بين الأشجار المختلفة هو مؤشر على عدم وجود مشاكل في النمو (حلقات زائفة أو مفقودة). لذلك ، من الممكن تعيين التواريخ (السنوات التقويمية) للحلقات بنفس الطريقة التي تم بها مع الأشجار الحية.
  5. قد لا تظهر بعض عينات ندبة الحريق أنماط نمو متزامنة مع الأشجار الأخرى ، ويرجع ذلك إلى قمع النمو (حلقات صغيرة جدا) التي يمكن أن تؤدي إلى فقدان الحلقات (أي السنوات التقويمية عندما لم تضيف الشجرة الخشب إلى هذا الجزء من الشجرة) في سنوات محددة والتي لم يتم أخذها في الاعتبار في العد. على العكس من ذلك ، من الممكن أن يكون لديك "حلقات زائفة". الخاتم الزائف هو حلقة شجرة تظهر على شكل حلقتين ولكنها مرتبطة حقا بسنة تقويمية واحدة. يحدث هذا عندما تتعرض الشجرة للإجهاد بسبب جفاف الموسم وتبدأ في وضع الخشب المتأخر استعدادا لإغلاق النمو فقط لإعادة بدء النمو المنتظم بعد تلقي رطوبة كافية. حدد أي من هاتين المشكلتين يمنع عدم التزامن من خلال مقارنة كل حلقة فردية بين العينة غير المتزامنة وعينة لم تسجل مشاكل النمو.
  6. بمجرد تحديد المشكلة ، قم بتصحيح عدد حلقات الشجرة في العينة غير المتزامنة والرسم البياني للنمو الخاص بها. كرر هذا الإجراء لجميع العينات غير المتزامنة.
  7. لتأريخ جميع الأشجار الحية ، قم بتطوير رسم بياني متوسط يسمى عادة "التسلسل الزمني الرئيسي" ، وهو متوسط جميع مخططات الهيكل العظمي الفردية ويشير إلى نمط نمو الموقع. لمزيد من التفاصيل حول كيفية إنشاء تسلسل رئيسي ، يرجى الاطلاع على Stokes و Smiley20.
  8. بعد تأريخ الأشجار الحية ذات الحلقة الخارجية المعروفة ، ابدأ في مواعدة الأشجار الميتة ، حيث تكون الحلقة الخارجية غير معروفة. للقيام بذلك ، ابدأ بإنشاء مخطط هيكل عظمي لكل عينة من الأشجار الميتة ، وقارن مخطط الهيكل العظمي من كل شجرة ميتة بالتسلسل الزمني الرئيسي المشتق من الأشجار الحية (متقاطعة)20. مفتاح مطابقة أنماط نمو حلقة الشجرة بين الأشجار الميتة والتسلسل الزمني الرئيسي هو مطابقة نمط السنوات مع النمو المكبوت (حلقات الأشجار الصغيرة). بحكم التعريف ، ترجع حلقات الأشجار الصغيرة إلى نمط مناخي يؤدي إلى نقص الرطوبة. نظرا لأن الجفاف يعاني منه ويسجله جميع الأشجار ، سينعكس هذا النمط المجتمعي في أنماط حلقات الأشجار لجميع الأشجار في منطقة الدراسة.
  9. عندما يتطابق نمط نمو الشجرة الميتة تماما مع الرسم البياني للتسلسل الزمني الرئيسي ، حدد السنة التقويمية التي ماتت فيها الشجرة. أي أن الحلقة الخارجية للعينة ستتوافق مع السنوات التي ماتت فيها الشجرة ولكن فقط إذا كان اللحاء لا يزال موجودا. بدون اللحاء ، من المستحيل معرفة السنة التي ماتت فيها الشجرة على الرغم من أنه لا يزال من الممكن تأريخ بقية حلقات الأشجار في العينة.
  10. في الحالات التي لا تتزامن فيها الأشجار الميتة تماما مع التسلسل الزمني الرئيسي ، حدد المشكلة (حدد الحلقات المفقودة و / أو الخاطئة) وقم بإجراء التعديلات المناسبة ، باتباع نفس الإجراء المستخدم للأشجار الحية.
  11. بمجرد أن يتم تأريخ كل عينة من ندبة الحريق مسبقا (مؤرخة أولية) ، قم بقياس عرض كل حلقة شجرة فردية على طول خط عمودي عبر المقطع العرضي باستخدام نظام قياس (على سبيل المثال ، Velmex بدقة 0.001 مم)21. أولئك الذين ليس لديهم Velmex ، يمكنهم استخدام ماسح ضوئي عالي الدقة. أي أنه يمكن أيضا إجراء قياسات حلقة الشجرة والتأريخ باستخدام الصور الممسوحة ضوئيا للمقاطع العرضية وبرنامج مثل CDendro / CooRecorder. سيتم استخدام قياسات عرض حلقة الشجرة للتحقق من جودة التأريخ إحصائيا باستخدام برنامج COFECHA22. يوصى بذلك للتحقق من جودة المواعدة.
  12. إذا كان هناك تسلسل زمني سابق تم تطويره في منطقة الدراسة بناء على حلقات الأشجار السنوية التي تم التحقق منها إحصائيا ، فاستخدم هذا التسلسل الزمني أو السلسلة الرئيسية لدعم تأريخ عينات ندبة الحريق.

4. ندبة النار التي يرجع تاريخها

  1. بعد اكتمال تأريخ حلقة الشجرة داخل كل عينة ، حدد جميع ندوب الحريق داخل العينة وحدد السنة التي وقع فيها الحريق (الشكل 6 أ).

figure-protocol-23611
الشكل 6: موضع ندبة النار والموسمية داخل حلقة الشجرة والسنة التقويمية المقابلة. اللوحة أ هي مثال على مقطع عرضي مليء بالحريق مع ندوب حريق فردية يشار إليها بالسهم الأحمر وسبقها السنة التي وقع فيها كل حريق بين عامي 1902 و 2003. تظهر اللوحات B و C و D أمثلة مكبرة لندوب الحريق في الخمول (D) ، والخشب المبكر (EE) والخشب المبكر المتوسط (ME) داخل حلقة الأشجار السنوية ، على التوالي. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

5. تحديد موسمية ندبة الحريق

  1. استخدم موضع ندبة الحريق داخل حلقة الشجرة السنوية لتحديد الموسم الذي وقع فيه الحريق. بشكل عام ، قم بتعيين موقع كل ندبة حريق في إحدى الفئات التالية (الشكل 6 ب) داخل حلقة الشجرة: EE (الجزء الأول من الخشب المبكر) ، ME (الجزء الأوسط من الخشب المبكر) ، LM (الجزء النهائي من الخشب المبكر) ، L (الخشب المتأخر) ، و D (السكون أو حدود الحلقة) 23،18.
  2. قم بتعيين ندوب الحريق التي تحدث خلال فترة السكون (بين حدود الحلقة) ، لبداية الخشب المبكر للعام المقبل (حرائق الربيع) ما لم يكن للعينات الأخرى ندوب حريق في قسم الخشب المتأخر من حلقة الأشجار24،25،26. يمكن أيضا تجميع فئات الموسمية في فصلي الربيع (D + EE) والصيف (ME + LE + L)11.
    ملاحظة: قد يختلف تجميع هذه الفئات وفقا للمنطقة الجغرافية ونوع الغابة.

6. تحليل البيانات

  1. لتحليل بيانات ندبات الحريق ، قم أولا بإنشاء قاعدة بيانات لتاريخ الحرائق باستخدام جدول بيانات ، حيث تكون كل عينة عبارة عن صف وكل عمود متغير مرتبط بتلك العينة. ضع في اعتبارك تضمين الحقول التالية لكل عينة.
    1. قم بتضمين اسم الشجرة العلمية: الجنس والأنواع.
    2. قم بتضمين رقم العينة: الرقم المخصص للعينة أثناء الجمع الميداني، على سبيل المثال، CRN01a (Cuenca Río Nazas، الشجرة 01، العينة أ).
    3. قم بتضمين السنة: يتضمن هذا القسم تاريخين ، سنة الحلقة الأعمق (أو الوسط) والحلقة الخارجية (الأقرب إلى اللحاء). من المهم الإشارة إلى متى تتوافق الحلقة الأولى مع اللب وما إذا كانت الحلقة الخارجية مجاورة لللحاء ، مما يشير إلى تاريخ وفاة العينة أو توقفت عن التسجيل. هذه المعلومات مطلوبة من قبل معظم البرامج المستخدمة لتحليل تاريخ الحرائق.
    4. قم بتضمين تاريخ الرنين الداخلي.
    5. قم بتضمين تاريخ الحلقة الخارجي.
    6. قم بتضمين اللب (نعم أو لا).
    7. قائمة بجميع سنوات وفصول ندبة الحريق. على سبيل المثال: 1902EE ، يشير إلى تسجيل حريق في الجزء الأول من الخشب المبكر خلال عام 1902 (الشكل 6 ج).
  2. قم بتحميل ملف سجل الحريق في الإصدار 2.0.0-SNAPSHOT27 من نظام تحليل واستكشاف تاريخ الحرائق (FHAES). إذا لم يكن البرنامج متاحا ، فقم بتنزيله باستخدام هذا الرابط: https://www.frames.gov/partner-sites/fhaes/fhaes-home/.
    1. افتح البرنامج. سيكون هناك ثلاثة خيارات: إنشاء ملف FHX جديد ، وتحميل ملف (ملفات) FHX الحالي وتشغيل تحليل العصر المتراكب.
    2. حدد الخيار الأول: إنشاء ملف FHX جديد. سيتم فتح نافذة جديدة تسمى Fire History Recorder ، وستوفر الخيارات التالية: البيانات والبيانات الوصفية والملخص والرسوم البيانية.
    3. حدد البيانات، لتحديد العينات التي تم تحميلها حاليا، وانقر فوق علامة التوصيل الخضراء لإضافة عينة جديدة إلى مجموعة البيانات هذه.
    4. ستفتح نافذة جديدة تطلب: اسم العينة ، السنة الأولى (هل تتوافق الحلقة الداخلية مع اللب أم لا؟) ، العام الماضي (هل السنة تتوافق مع اللحاء أم لا؟). بمجرد توفير هذه المعلومات العامة، انقر فوق موافق للمتابعة.
    5. تم الآن تنشيط النافذة التي تحتوي على المعلومات العامة التي تمت إضافتها وتتضمن ثلاثة حقول: نوع الحدث وموسم الحدث وسنة الحدث. ابدأ في إضافة المعلومات المحددة، بما في ذلك كل حدث حريق، إلى العينة الأولى. انقر على إضافة حدث لإضافة معلومات لكل حقل من الحقول الثلاثة.
    6. المعلومات المطلوبة لكل حقل من المجالات هي: في نوع الحدث حدد ندبة النار، في موسم الحدث حدد موضع ندبة الحريق داخل حلقة الشجرة، وفي سنة الحدث قم بتضمين السنة التقويمية التي وقع فيها الحريق. ابدأ من أقدم سجل إلى أحدث.
    7. ضمن إضافة حدث، أضف حدث الحريق التالي حتى تتم إضافة آخر حريق داخل تلك العينة.
    8. بعد الانتهاء من العينة، احفظ الملف وفقا لاسم الموقع وملحق FHX (على سبيل المثال: CRN. FHX) ، ويفضل أن يكون في نفس المجلد مثل برنامج FHAES ، عند إعطائه خيار الحفظ. سيتم إعلامك بعد ذلك بأنه تم حفظ الملف بنجاح ما لم تكن هناك مشكلة في الملف وفي هذه الحالة لن تظهر هذه الرسالة. في هذه الحالة ، يجب تصحيح المشكلة قبل المتابعة.
    9. لإضافة معلومات للنموذج الجديد، انقر فوق إضافة عينة جديدة إلى مجموعة البيانات هذه وقم بتوفير المعلومات الخاصة بالعينة الجديدة.
    10. انقر فوق موافق للمتابعة.
    11. يؤدي هذا إلى تنشيط نافذة جديدة لإضافة معلومات تتعلق بكل حريق داخل العينة. اتبع نفس الإجراء لإضافة جميع عينات ندبة الحريق إلى الملف. احفظ المعلومات في كل مرة تتم فيها إضافة عينة جديدة وتحقق من حفظها بشكل صحيح من خلال ملاحظة الرسالة التي تفيد بأن ملف FHX قد تم حفظه بنجاح.
    12. إذا لم تتمكن من إضافة جميع المعلومات خلال جلسة واحدة، فاستمر في العمل على قاعدة البيانات لاحقا. للقيام بذلك ، افتح برنامج FHAES ، وانقر فوق تحميل ملف (ملفات) FHX الموجودة. حدد الملف لمتابعة العمل عليه. انقر فوق فتح، ومن المفترض أن تفتح نافذة جديدة تحتوي على بيانات العينة. حدد تحرير الملف الموجود في القائمة أعلاه ، والذي يجب أن يفتح نافذة جديدة Fire History Recorder-CRN.FHX مع الملف ؛ من هنا، استمر في إدخال المعلومات التي لا تزال مطلوبة.
    13. لإنهاء الملف، أضف المعلومات التي قد تكون مهمة كجزء من بيانات التعريف. يمكن أن تتضمن هذه المعلومات الملخص والرسوم البيانية التي تم إنشاؤها مع هذا الملف. خيار آخر لتحليل تاريخ الحرائق والرسومات هو البرنامج الجديد "حرق في R"28.
  3. إنشاء رسم بياني لسجل الحريق. افتح برنامج FHAES وافتح الملف الذي تم إنشاؤه باستخدام قاعدة البيانات الموضحة أعلاه (CRN. FHX). حدد خيار الرسم البياني ويمكن رؤية تاريخ الحريق بيانيا.
  4. إنشاء إحصائيات وصفية لتاريخ الحريق بناء على السنة والموسم الذي حدثت فيه الحرائق. على غرار العمليات المستخدمة لإنشاء الرسوم البيانية، افتح الملف في FHAES وحدد التحليل > تشغيل التحليل > تطبيق. على الجانب الأيمن من شاشة البرنامج ، سيتم فتح نافذة جديدة (نتيجة تحليل FHAES) تعرض كلا من ملخص تحليل الفاصل الزمني وملخص الموسمية. أهم الإحصائيات الوصفية هي: متوسط الفاصل الزمني للحريق (MFI) ، والفترات الدنيا والقصوى ، ومتوسط الفاصل الزمني للحريق لكل عينة ، ومتوسط الفاصل الزمني لاحتمال ويبول (WMPI) أو تكرار الحريق. هذا الأخير هو مقياس للتوزيع المركزي يستخدم لنمذجة التوزيع غير المتماثل لفترات الحريق وللتعبير عن فترات التكرار من الناحية الاحتمالية29،30.
  5. لكل إحصائية ، ضع في اعتبارك ثلاثة مرشحات: 1) جميع الندوب ، 2) مرشح 10٪ ، وهي سنوات حريق مسجلة كندوب بنسبة 10٪ أو أكثر من العينات ، و 3) مرشح 25٪ ، وهي سنوات حريق مسجلة كندوب بنسبة 25٪ أو أكثر من العينات. يسمح المرشح الأخير بتحديد فترات الحرائق الأكثر شمولا30.
  6. فيما يتعلق بموسمية الحريق ، يتم عرض معلمات مختلفة ، أهمها عدد ونسبة الندوب المسجلة لكل فئة داخل الحلقة. وبالمثل ، يتم توفير عدد ونسبة الحرائق المسجلة في فصلي الربيع والصيف11.

7. تحليل حرائق المناخ

  1. افتح برنامج FHAES وحدد تشغيل تحليل العصر المتراكب (SEA).
  2. لهذا التحليل ، استخدم ملفين: 1) ملف السلسلة الزمنية المستمرة و 2) ملف قائمة الأحداث. يشير الملف الأول إلى البيانات المناخية المرتبة في العمود (على سبيل المثال: هطول الأمطار ، درجة الحرارة ، PDSI ، ENSO ، إلخ) ويسرد الملف الثاني الحرائق المعاد بناؤها مرتبة داخل عمود ، ويجب أن يكون كلا الملفين بتنسيق نصي (.txt).
  3. قم بتحميل كل ملف من هذه الملفات بتنسيقاتها المناسبة.
  4. عند تشغيل تحليل SEA ، من الممكن تعديل عدد السنوات التي تسبق وبعد سنوات الحريق في نافذة المحاكاة والإحصائيات. ومع ذلك ، يوصى بشدة بالاحتفاظ بالمعلمات الافتراضية.
  5. في أسفل الصفحة، انقر فوق تشغيل لتنفيذ التحليل.
  6. هذا يولد المعلومات الموجزة. من هناك انقر فوق الرسم البياني لإنشاء النتائج التي يتم عرضها تلقائيا كرسوم بيانية شريطية.
  7. تفسير هذه الرسوم البيانية: على المحور X يمثل "0" سنة الحريق ، وتشير القيم السالبة والإيجابية إلى سنوات قبل الحرائق وبعد الحريق. تظهر فترات الثقة عند 95 و 99 و 99.9٪ في شكل خطوط أعلى وأسفل متوسط المحور ، مما يعبر عن أهمية التحليل.
  8. احفظ الإخراج إما بتنسيق PNG أو PDF.
  9. بناء على هذا التحليل ، من الممكن تقييم تأثير تقلبات المناخ على حدوث الحرائق بمرور الوقت ، بما في ذلك الظروف المناخية خلال السنوات التي سبقت وأثناء وبعد الحرائق المدرجة في التحليل. لمزيد من الدعم في تنفيذ وتفسير النتائج باستخدام FHAES ، راجع دليل المستخدم31.

النتائج

عندما يحترق حريق سطحي في غابة ، غالبا ما تتلف جذوع الأشجار في بعض الأشجار ، مما يتسبب في إصابة تلتئم لاحقا (الشكل 7 أ). تتشكل هذه الندوب عندما تكون النار شديدة بدرجة كافية أو يكون لها وقت إقامة طويل بما يكفي لاختراق اللحاء وقتل جزء من الكامبيوم. تاريخيا ، حد?...

Discussion

في النظم البيئية الحرجية ، تعد الحرائق عملية بيئية رئيسية. لذلك ، فإن إعادة بناء أنظمة الحرائق التاريخية أمر مهم لفهم تواتر الحرائق وموسميتها وتنوعها مع مرور الوقت. يمكن أن تؤدي التغييرات في نظام الحرائق التاريخي إلى عواقب غير مقصودة فيما يتعلق بهيكل الغابات وصحتها. ولذ...

Disclosures

المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.

Acknowledgements

تم تنفيذ المشروع البحثي بفضل التمويل من خلال المشروع: دراسة العلاقة بين المناخ وحرائق المناخ في شمال وسط المكسيك ، بتمويل من صندوق SEP-CONACYT.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Belt SanderDewalt Dwp352vs-b3 3x21 PuLGFor sanding samples
Chain Saw BootsForestry SuppliersThere is no any specific characteristichttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Chain%20Saw%20Boots
Chain Saw ChapsForestry SuppliersPGI 5-Ply Para-Aramidhttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Chain%20Saw%20Chaps
ChainsawStihl or Husqvarna for exampleMS 660Essential equipment for taking samples (Example: 18-24 inch bar)
ClinometerForestry SuppliersSuunto PM5/360PC with Percent and Degree Scaleshttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Clinometer
COFECHA Softwarehttps://www.ldeo.columbia.edu/tree-ring-laboratory/resources/software
CompassForestry SuppliersSuunto MC2 Navigator Mirror Sightinghttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=compass
Dendroecological fieldwork programProgram where dating skills can be acquired or honedhttp://dendrolab.indstate.edu/NADEF.htm
Diameter tapeForestry SuppliersModel 283D/10M Fabric or Steel.https://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Diameter%20tape
Digital cameraCANONEOS 90D DSLRTo take pictures of the site and the samples collected (https://www.canon.com.mx/productos/fotografia/camaras-eos-reflex)
Digital camera for microscopeOLYMPUSDP27https://www.olympus-ims.com/es/microscope/dp27/
Electrical tape or Plastic wrap to protect samplesuline.comhttps://www.uline.com/Product/Detail/S-6140/Mini-Stretch-Wrap-Rolls/
FHAES Softwarehttps://www.frames.gov/partner-sites/fhaes/fhaes-home/
Field formatThere is no any specific characteristicTo collect information from each of the samples
Field notebookTo take notes on study site information
GlovesFor field protection
Hearing protectionForestry SuppliersThere is no any specific characteristichttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Hearing%20protection
Large backpacksThere is no any specific characteristicStrong backpack for transporting samples in the field
Safety GlassesForestry SuppliersThere is no any specific characteristichttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Safety%20Glasses
SandpaperFrom 40 to 1200 grit
Software CDendro/ CooRecorderTree-ring-measurements and dating can also be done using scanned images of the cross-sectionshttps://www.cybis.se/forfun/dendro/
Software Measure J2XVersion 4.2ttp://www.voortech.dreamhosters.com/projectj2x/tringSubscribeV2.html
StereomicroscopeOLYMPUSSZX10https://www.olympus-ims.com/en/microscope/szx10/
Topographic map, land cover mapObtained from a public institution or generated in a first phase of research
Velmex equipmentVelmex, Inc.0.001 mm precisionwww.velmex.com
Wildland Fire HelmetForestry SuppliersThere is no any specific characteristichttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Wildland%20Fire%20Helmet

References

  1. Pyne, S. J. World fire. The culture of fire on Earth. , 384 (1996).
  2. Keeley, J. E., Bond, W. J., Bradstock, R. A., Pausas, J. G., Rundel, P. W. . Fire in Mediterranean ecosystems: ecology, evolution and management. , (2012).
  3. Bowman, D., Balch, J. K., Artaxo, P. Fire in the Earth system. Science. 324, 481-484 (2009).
  4. Falk, D. A., et al. Multi-scale controls of historical forest-fire regimes: new insights from fire-scar networks. Frontiers in Ecology and the Environment. 9 (8), 446-454 (2011).
  5. Rodríguez, T. D. A., Fulé, P. Z. Fire ecology of Mexican pines and a fire management proposal. International Journal of Wildland Fire. 12, 23-37 (2003).
  6. Iniguez, J. M., et al. Tree and opening spatial patterns vary by tree density in two old-growth remnant ponderosa pine forests in Northern Arizona, USA. Forest Ecology and Management. 450, 117502 (2019).
  7. Agee, J. K. Alternatives for implementing fire policy. Proceedings, Symposium on fire in wilderness and park management. , 107-112 (1993).
  8. Wright, C. S. . Fire history of the Teanaway River drainage, Washington. , (1996).
  9. Arno, S. F., Sneck, K. M. A method for determining fire history in coniferous forests of the mountain west. US Department of Agriculture. , 28 (1977).
  10. Fritts, H. C. Dendroclimatology and dendroecology. Quaternary Research. 1 (4), 419-449 (1971).
  11. Grissino-Mayer, H. D. FHX2-software for analyzing temporal and spatial patterns in fire regimes from tree rings. Tree-Ring Research. 57, 115-124 (2001).
  12. Speer, J. H. . Fundamentals of tree-ring research. , 509 (2010).
  13. Bull, W. B. . Tectonic geomorphology of mountains: a new approach to paleoseismology. , 316 (2008).
  14. Black, B. A., Boehlert, G. W., Yoklavich, M. M. Using tree-ring crossdating techniques to validate annual growth increments in long-lived fishes. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 62 (10), 2277-2284 (2005).
  15. Van Horne, M. L., Fulé, P. Z. Comparing methods of reconstructing fire history using fire scars in a southwestern United States ponderosa pine forest. Canadian Journal of Forest Research. 36 (4), 855-867 (2006).
  16. Falk, D. A., Swetnam, T. W. Scaling rules and probability models for surface fire regimes in ponderosa pine forests. USDA Forest Service Proceedings RMRSP-29. , 301-318 (2003).
  17. Cerano-Paredes, J., et al. Interpretación del historial de incendios en bosques mixtos de coníferas. CENID-RASPA INIFAP. 15, (2009).
  18. Baisan, C. H., Swetnam, T. W. Fire history on a desert mountain range: Rincon Mountain Wilderness, Arizona, USA. Canadian Journal of Forest Research. 20, 1559-1569 (1990).
  19. Cochrane, J., Daniels, L. D. Striking a balance: Safe sampling of partial stem crosssections in British Columbia. BC Journal of Ecosystems and Management. 9 (1), 38-46 (2008).
  20. Stokes, M. A., Smiley, T. L. . An introduction to tree-ring dating. , 73 (1996).
  21. Robinson, W. J., Evans, R. A microcomputer-based tree-ring measuring system. Tree-Ring Bulletin. 40, 59-64 (1980).
  22. Holmes, R. L. Computer-assisted quality control in tree ring dating and measurement. Tree-Ring Bulletin. 43, 69-75 (1983).
  23. Dieterich, J. H., Swetnam, T. W. Dendrochronology of a fire-scarred ponderosa pine. Forest Science. 30, 238-247 (1984).
  24. Heyerdahl, E. K., Alvarado, E., Veblen, T. T., Baker, W. L., Montenegro, G., Swetnam, T. W. Influence of climate and land use on historical surface fires in pine-oak forests, Sierra Madre Occidental, Mexico. Fire and climatic change in temperate ecosystems of the Western Americas. , 196-217 (2003).
  25. Swetnam, T. W., Baisan, C. H., Veblen, T. T., Baker, W. L., Montenegro, G., Swetnam, T. W. Tree-ring reconstructions of fire and climate history in the Sierra Nevada and southwestern United States. Fire and climatic change in temperate ecosystems of the western Americas. , 158-195 (2003).
  26. Yocom, L. L., Fulé, P. Z. Human and climate influences on frequent fire in a high-elevation tropical forest. Journal of Applied Ecology. 49 (6), 1356-1364 (2012).
  27. Sutherland, E. K., Brewer, P., Velasquez, M. E., Falk, D. A. . FHAES: The Fire History Analysis and Exploration System. , (2015).
  28. Malevich, S. B., Guiterman, C. H., Margolis, E. Q. burnr: Fire history analysis and graphics in R. Dendrochronologia. 49, 9-15 (2018).
  29. Grissino-Mayer, H. D., Baisan, C. H., Swetnam, T. W. Fire history and age structure analyses in the mixed conifer and spruce-fir forests of Mount Graham. Final report. Mount Graham Red Squirrel Study Committee. Phoenix, AZ, USA. U.S. Fish and Wildlife Service. , 73 (1994).
  30. Swetnam, T. W., Baisan, C. H. Fire histories of montane forests in the Madrean Borderlands. United States Department of Agriculture Forest Service. , 15-36 (1996).
  31. Sutherland, E. K., Brewer, P. W., Falk, D. A., Velasquez, M. E. . Fire History Analysis and Exploration System (FHAES) user manual. , (2015).
  32. Cerano-Paredes, J., et al. Climatic influence on fire regime (1700) to 2008) in the Nazas watershed, Durango, Mexico. Fire Ecology. 15 (1), 9 (2019).
  33. Cerano-Paredes, J., et al. Precipitación reconstruida para la parte alta de la cuenca del río Nazas, Durango. Revista Mexicana de Ciencias Forestales. 3 (10), 7-23 (2012).
  34. Cook, E. R. NIÑO 3 index reconstruction. International Tree-Ring Data Bank. IGBP PAGES/World Data Center-A for Paleoclimatology Data Contribution Series Number 2000-052. NOAA/NGDC Paleoclimatology Program. , (2000).
  35. Brown, P. M. Climate effects on fire regimes and tree recruitment in Black Hills ponderosa pine forests. Ecology. 87 (10), 2500-2510 (2006).
  36. Fule, P. Z., Covington, W. W. Fire regimes and forest structure in the Sierra Madre Occidental, Durango, Mexico. Acta Botanica Mexicana. 41, 43-79 (1997).
  37. Fulé, P. Z., Covington, W. W. Fire regime changes in La Michilía Biosphere Reserve, Durango, Mexico. Conservation Biology. 13 (3), 640-652 (1999).
  38. Fulé, P. Z., Villanueva-Díaz, J., Ramos, G. M. Fire regime in a conservation reserve, Chihuahua, Mexico. Canadian Journal of Forest Research. 35, 320-330 (2005).
  39. Cerano-Paredes, J., Villanueva-Díaz, J., Fulé, P. Z. Reconstrucción de incendios y su relación con el clima para la reserva Cerró el Mohinora, Chihuahua. Revista Mexicana de Ciencias Forestales. 1 (1), 63-74 (2010).
  40. Fulé, P. Z., Ramos, G. M., Cortes, M. C., Miller, A. M. Fire regime in a Mexican forest under indigenous resource management. Ecological Applications. 21, 764-775 (2011).
  41. Cerano-Paredes, J., et al. Historia de incendios en un bosque de pino de la sierra de Manantlán, Jalisco, México. Bosque. 36 (1), 39-50 (2015).
  42. Cerano-Paredes, J., et al. Régimen histórico de incendios y su relación con el clima en un bosque de Pinus hartwegii al norte del estado de Puebla, Mexico. Bosque. 37 (2), 389-399 (2016).
  43. Brose, P. H., Guyette, R. P., Marschall, J. M., Stambaugh, M. C. Fire history reflects human history in the Pine Creek Gorge of north-central Pennsylvania. Natural Areas Journal. 35 (2), 214-223 (2015).
  44. Westerling, A. L., Hidalgo, H. G., Cayan, D. R., Swetnam, T. W. Warming and earlier spring increase western US forest wildfire activity. Science. 313, 940-943 (2006).
  45. Singleton, M., Thode, A., Sanchez-Meador, A., Iniguez, P. Increasing trends in high-severity fire in the southwestern USA from 1984-2015. Forest Ecology Management. 433, 709-719 (2019).
  46. Brown, P. M., Wu, R. Climate and disturbance forcing of episodic tree recruitment in a southwestern ponderosa pine landscape. Ecology. 86 (11), 3030-3038 (2005).
  47. Yocom, L. L., et al. El Niño Southern Oscillation effect on a fire regime in northeastern Mexico has changed over time. Ecology. 91 (6), 1660-1671 (2010).
  48. Iniguez, J. M., Swetnam, T. W., Baisan, C. H. Fire history and moisture influences on historical forest age structure in the sky islands of southern Arizona, USA. Journal of Biogeography. 43 (1), 85-95 (2016).
  49. Pollet, J., Omi, P. N. Effect of thinning and prescribed burning on crown fire severity in ponderosa pine forests. International Journal of Wildland Fire. 11 (1), 1-10 (2002).
  50. Skinner, C. N., Burk, J. H., Barbour, M. G., Franco, V. E., Stephens, S. L. Influences of climate on fire regimes in montane forests of north-western México. Journal of Biogeography. 35, 1436-1451 (2008).
  51. Swetnam, T. W., Betancourt, J. L. Fire-southern oscillation relations in the southwestern United States. Science. 249 (4972), 1017-1020 (1990).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved