Viten er Aftenpostens satsing på forskning og vitenskap, der forskere og fagfolk fra hele landet bidrar med artikler.

Yellowstone i USA, verdens første nasjonalpark, ble opprettet i 1872. Yellowstone er viden kjent for attraksjoner som geysirer, store canyoner, grizzlybjørn og bison. Nasjonalparkens betydning for naturvitenskapen er mindre kjent.

Yellowstone har en viktig funksjon som et kjempestort «naturlig laboratorium» der vi kan studere endringer i naturen over tid. Forskning fra Yellowstone gir oss nå verdifull kunnskap om hvordan klimaendringer påvirker naturen i Amerikas nordlige barskoger. I denne historien spiller skogbrann en nøkkelrolle.

Trond Simensen, PhD-student, Naturhistorisk museum, UiO/Universitetet i Wisconsin-Madison, USA
Monica Turner

Yellowstone brenner!

Skogbranner har formet landskapet i Yellowstone gjennom tusener av år. Skogbranner oppstår når lynet slår ned i en skog som har vært utsatt for ukevis med tørke. Når vinden i tillegg gir næring til flammene, kan kilometervis med skog bli forkullet i løpet av få dager. En ekstrem tørkeperiode sommeren 1988 førte til flere store branner, der tilsammen en tredjedel av skogene i Yellowstone brant.

Det brente arealet var på størrelse med Hardangervidda nasjonalpark! Amerikanske medier erklærte at den folkekjære nasjonalparken var ødelagt. Resultatene av forskningen i årene som fulgte, viste imidlertid at dette ikke var tilfelle.

Registrering av levende og død vegetasjon i Greater Yellowstone.
Monica Turner

Forskning gir overraskelser

I sommer har jeg deltatt i forskningen på skogbranner i Yellowstone, som en del av arbeidet med en doktorgrad i økologi. Arbeidet ledes av professor Monica Turner ved universitetet i Madison-Wisconsin. Turners gruppe har studert gjenvekst og endringer i skogene siden storbrannene i 1988.

Hver sommer drar forskerne til avsidesliggende områder i nasjonalparken, for å telle, måle og registrere levende og døde trær, busker, gress og urter i et systematisk utvalg flater. Egenskaper ved terreng, jordsmonn og lokalklima blir også møysommelig registrert. Analyser av datamaterialet gir innsikt i skogens utvikling over tid. Turners forskning har gitt flere overraskelser.

Se hvordan skogbranner kan endre skogenes fremtid:

Skogens motstandskraft

Den første store overraskelsen er hvor motstandsdyktig skogene er overfor det som i 1988 ble omtalt som en katastrofe for økosystemet. Det viser seg nemlig at brann langt ifra er en katastrofe, men snarere en nøkkelfaktor for økosystemene i de nordamerikanske barskogene. Årringer i gamle trær og funn av pollenkorn og kullrester i sedimenter, forteller oss at store branner med 100–300 års mellomrom har vært «business as usual» i regionen de siste 10 000 årene.

En skogbrann tar livet av trærne, men fornyer samtidig skogen. En skogbrann åpner kronedekket, slipper lys ned til skogbunnen og frigjør næringsstoffer «til glede» for undervegetasjon og nedbrytere som sopp, insekter og mikroorganismer. Flere arter har utviklet unike tilpasninger til slike branner. Som en fugl Føniks fra asken spirer nye planter ganske raskt opp fra røtter og frø.

Skogen i forgrunnen har brent to ganger med mindre enn 30 års mellomrom. Ungskogen i bakgrunnen har vokst opp etter storbrannen i Yellowstone i 1988. Med gjentatte branner på kort tid, reduseres skogens evne til gjenvekst. Da reduseres også skogens evne til å binde og lagre karbon.
Trond Simensen

Nytt liv av daude gror ...

Nye furutrær spiret allerede året etter de store brannene i 1988. Etter to år var skogbunnen preget av et fargerikt dekke av gress og urter mellom døde trestammer. Etter knapt ti år var landskapet farget lyst grønt av tett og livskraftig ungskog.

De fleste turister som besøker Yellowstone i dag vil knapt nok legge merke til sporene etter 1988-brannen, der de speider etter bjørn og bison i et lappeteppe av skog i ulik alder og størrelse.

Hovedkonklusjonene etter de første årene med forskning var at skogene hadde en imponerende evne til å komme livskraftig tilbake, selv etter virkelig store branner. Helt ny forskning utfordrer nå denne konklusjonen.

Varmere klima endrer spillereglene

Klimafremskrivninger viser at de ekstreme tørkeforholdene som førte til storbrannene i Yellowstone sommeren 1988 snart vil være den nye normalen. Estimater viser at antall dager med høy skogbrannfare har økt med i gjennomsnitt ni dager pr. år fra 2000 til 2015. De siste to tiårene har vi observert større og mindre branner i Yellowstone hvert 4.–5. år, og branntilløp hver eneste sommer.

Etter en brann spirer nye planter ganske raskt opp fra røtter og frø. Her vises vekst en stund etter brann i 2008.
Monica Turner

Mens trærne som brant i 1988 var minst 100 år gamle, registrerer forskerne nå branner i skog som kun er 10–30 år gammel. Resultatene fra studier av områder som brenner flere ganger med få års mellomrom ble nylig presentert i tidsskriftet PNAS.

Når unge trær brenner, har de ikke hatt tid nok til å produsere nødvendig frømateriale for ny gjenvekst. Med gjentatte branner, øker også avstanden til eldre trær med tilgjengelig frømateriale. Dermed blir det langt mellom spirende trær.

Et vendepunkt for Yellowstone

Litt forenklet kan vi si at skogene i Yellowstone er godt tilpasset å tåle en trøkk i form av en større brann med normalt intervall (100–300 år). Derimot ser det ut til at skogene i mindre grad evner å komme tilbake når brannene opptrer på samme sted med få års mellomrom.

Mye tyder på at landskapet vil nå et vendepunkt, der store deler av Yellowstone forvandles fra skog til åpnere landskap med spredte trær og gresskledte enger. Med gjentatte branner over korte tidsrom, reduseres også skogens evne til å binde og lagre karbon.

Når en eldre nordamerikansk barskog brenner, bruker systemet ca. 90 år på å binde samme mengde karbon som frigjøres i brannen. Med to branner på kort tid, viser estimatene at denne tiden forlenges med mer enn 150 år.

Det dominerende treslaget i Yellowstone er «Lodgepole pine», kjent som «vrifuru» på norsk. Konglene til vrifurua i Yellowstone har utviklet unike tilpasninger til skogbrann. Først når konglene varmes opp ved brann, åpnes de slik at frøene spres. Fra Yellowstone nasjonalpark.
Trond Simensen

Også norsk skog er i endring

Endring er hovedregelen i ethvert økosystem, og naturvernområder som Yellowstone er intet unntak. Det er mye som skiller norske fra nordamerikanske barskoger, men det er også mange fellestrekk. Også i Norge ser vi store naturendringer som følge av et endret klima.

Et varmere klima vil også gjøre nordiske barskoger mer utsatt for brann, insektangrep, stormskader og andre påvirkninger fra ekstremvær. Forskningen fra Yellowstone og fra andre skoger i Nord-Amerika viser at nordlige barskoger kan bli et usikkert karbonlager i fremtiden.

Vi trenger mer kunnskap om hvordan dette vil forløpe i Norge. Vekselvirkningene mellom skog og klima er et komplisert tema. Betydningen av å forstå og forutse disse endringene bør ikke undervurderes.