תַקצִיר
בעונת הקַּיץ, הטלוויזיה והעיתונים מציגים לעיתים קרובות מראות מרשימים של שְׂרֵפוֹת חורש ביערות ים-תיכוניים. בדרך כלל, השרפות הללו נתפסות כאיוּם על אנשים, על בתיהם ועל רכושם. אולם מה אם שרפות החורש נחוצות לתמיכה בבריאותם של כמה מצמחי היער? האם ייתכן שישנם צמחים שאף זקוקים לשרפות חורש? מדענים חקרו את העניין המוזר הזה על ידי בחינת הסוגים והכמויות של זני צמחים המתקיימים לאחר שרפות החורש. התוצאות היו מפתיעות. המִּגוון הביולוגי הגדול ביותר של צמחים פורחים ביער נמצא מייד לאחר שרפת חורש. ככל שהיער ותיק יותר, גדֵלים יותר עצים שמוֹנעים מצמחים קטנים לשרוד. עצים עשויים למנוע גדילה של צמחים פורחים באמצעות תחרות על משאבים, בכלל זה אור, מים וחומרי הזנה. התוצאות הללו מאפשרוֹת מציאת פתרונות שיעזרו ליערות לשמור על רמות גבוהות של מגוון ביולוגי של צמחים, תוך הגנה על בני האדם מפני איוּם שרפות החורש.
האם שרפות חורש עשויות להיות מועילות?
דַּמְיְנוּ שאתם צועדים על גבעותיו של חורש ים-תיכוני בקיץ, מוקפים בעמקים משופעי כרמים. פתאום מופיעות להבות המתקדמות במהירוּת, ומשמידות כל דבר שנקרה בדרכן! הכבאים נאבקים לכבות את השרפה. שרפות מסוג זה מתרחשות בארצות הים התיכון דוגמת צרפת; ספרד; יוון; ישראל; וכן במדינות בעלוֹת אקלים ומאפיינים ים-תיכוניים כמו פורטוגל; קליפורניה; צ’ילה ואוסטרליה. באזורים אלה האקלים והצמחייה דומים, והם מתאפיינים בעונות קיץ חמות ויבשות, שלעיתים קרובות מעודדות שרפות חורש. ידוע כי שרפות החורש מציבות איוּם בפני בני האדם, רכושם ובתיהם. השרפות הללו עלולות גם לשחרר גזי חממה וחלקיקי פִּיחַ מזהמים.
אך מה אם השרפות הללו גם מועילות ליערות? האם ייתכן כי יערות זקוקים לשרפות חורש? כיום, שרפות נגרמות בדרך כלל על ידי בני אדם, בין אם בטעות או כמעשה פלילי. אולם במשך מיליוני שנים, הרבה לפני בני האדם הראשונים, שרפות החורש ניצתו באופן טבעי על ידי בְּרָקִים [1]. בניגוד לְחיות רבות, צמחים לא יכולים לברוח מלהבות השרפה. אם שרפות חורש משמידות כל מה שבדרכן, האם הן מותירות אחריהן נוף שומם וחסר חיים? האם צמחים ישובו ללבלב, והאם העצים יחזרו לגדול? האם המערכת האקולוגית של היער יכולה להתאושש משרפה? מדענים ענו על השאלות הללו כשחקרו כיצד צמחייה ים-תיכונית מתאוששת לאחַר שרפות חורש.
חוקרים את תגובת היער לשרפת חורש
דרוש זמן כדי להבחין בחזרתַם של עצים גבוהים וותיקים לאחר שרפת יער – תהליך הצמיחה המחודשת אורך מאה שנים, לכל הפחות. אחד הפתרונות הוא לחקור יערות שנשרפו בתאריכים שונים, ולכן כל אחד מהם מצוי בשלב אחֵר מאז השרפה האחרונה. חלקם צעירים; חלקם בשלב ביניים, וחלקם מבוגרים יותר [2].
כדי להעריך את מִספר זני הצמחים (הידוע כעושר) בשכבת הצמחים הנמוכים ביער, וכדי לדעת אם הם קיימים בשפע (מאפיינים אשר יחד ידועים בשם מִגוון ביולוגי), המדענים הניחו מסגרות גדולות באזורים מסוימים על קרקע היער (איור 1A). אז, הם זיהו את הצמחים הנמצאים בתוך המסגרות, ותיעדו אותם (איורים 1B, C). כאשר המדענים חזרו למעבדה, הם הזינו את רשימת הזנים ואת הכמויות שלהם למַחשב, במטרה לבצע חישובים מורכבים הנוגעים למגוון ביולוגי (איור 1D).
- איור 1 - השיטה המשמשת להערכַת המגוון הביולוגי של צמחים ביערות.
- (A) מדענים מניחים מסגרות באזור נתון בקרקע היער. (B, C) מזהים בדקדקנות את הצמחים המצויים בתוך כל מסגרת, סופרים אותם ומתעדים אותם בזהירות. (D) מעבירים למַחשב את המידע שנאסף ביער במטרה לערוך חישובים הנוגעים למגוון הביולוגי.
כדי לדעת את גיליהם של היערות, המדענים השתמשו בשתי שיטות (איור 2): אם שרפת החורש התרחשה אחרי 1970, המדענים חיפשו ברשומות הציבוריות את התאריך שבו התחוללה. אם השרפה התרחשה לפני 1970, המדענים מדדו את גיליהם של עצי אורן ירושלים הוותיקים ביותר [3]. כיוון שרוב האורנים הללו החלו לצמוח לאחר שרפת החורש, כאשר סופרים את טבעות העצים שלהם (אשר מופיעות על חתך הגזע), ניתן להעריך את התאריך שבו אירעה השרפה ([4]; איור 2). כפי שציינּו, ליערות נדרש זמן רב להתאושש לאחר שרפות חורש. לעצים גבוהים אורך יותר ממאה שנים להגיע לבגרות. הצמיחה החוזרת של היער מתרחשת בכמה שלבים (איור 3).
- איור 2 - מדענים משתמשים בשתי שיטות לתִיארוך שרפה שהתחוללה בעבר.
- אם השרפה התרחשה לאחר 1970, כבאים או יַַּעֲרָנִים תיעדו את התאריך שבו אירעה ואת מיקומהּ. ניתן למצוא מידע זה ברשומות מנהליות (Administrative archives) הזמינוֹת ברשת באופן מקוון. אם השרפה התרחשה לפני 1970, ניתן לתארך אותה על ידי תיארוך עצי האורן הוותיקים ביותר (The oldest pine), באמצעות ספירת טבעות העצים שלהם. מסירים דגימות עץ מעצים ששרדו באמצעות מכשיר הדומה למזרק ענקי. אם על גזע עץ יש 75 טבעות, לדוגמה, אזי הוא בן 75 שנים. Date of last fire = תאריך השרפה האחרונה.
- איור 3 - שינויים בעושר הצמחייה לאחר שרפת חורש.
- (A) השלב המוקדם ביותר, בשנה שבה התחוללה השרפה (Earliest stage, year 0) – בעקבות שרפות חורש, רוב העצים, השיחים, העשבים והצמחים הפורחים מתים ומותירים אחריהם אֵפֶר ופחם. (B) שלב מוקדם, בין 0 ל-20 שנים לאחר השרפה (Early stage, <20) – אורני ירושלים נובטים בהמוניהם; האלונים נובטים מחדש מגִדְמֵי עצים שרופים; עושר הצמחייה הוא הגבוה ביותר (High richness). (C) שלב הביניים, בין 20 ל-80 שנים לאחר השרפה (Middlestage, 20–80 years) – האורנים גדלו כך שהם שולטים בחוּפַּת היער; שכבת הצמחים הנמוכים מורכבת מאלונים צעירים, שיחים, עשבים וצמחים פורחים; המגוון הביולוגי נותר גבוה, אך מתחיל להידלדל. (D) השלב המאוחר, 80 שנים ויותר לאחר השרפה (Late stage, >80 years) – האלונים מתחילים להשתלט יותר; עושר הצמחים פָּחַת משמעותית. (E) השלב המאוחר ביותר, 150 שנים ויותר לאחר השרפה (Latest stage, >150 years) – האלונים שולטים בחופת היער; עושר הצמחייה מצוי בשֵׁפֶל (Low richness) מאז השרפה; מעט מאוד צמחים ועצים יכולים לנבוט.
השלבים המוקדמים: 0 עד 20 שנים לאחר שרפת חורש
מייד לאחר שרפת החורש, רוב הצמחים נשרפים או נחרכים, והקרקע מכוסה בפחם ובאֵפֶר. מעט עצים גבוהים שורדים, בדרך כלל רק אלה הממוקמים בפאתי השרפה. כעבור שנה או שנתיים, ניתן להבחין בסוגים רבים של עשבים, צמחים פורחים ושיחים. מספר הזנים כעת רב משמעותית בהשוואה למספרם לפני שרפת החורש! איך ייתכן ששרפה מובילה לעושר כה גבוה של זנים?
למעשה, שרפות חורש אינן גורמות לדיכוי של צמחים. מתחת לפני הקרקע ישנם הרבה זרעים, שורשים, גבעולים ופקעות שזכו להגנה מחום האש, הודות לתכונות המבודדות של האדמה. הצמחים הרדומים הללו ’הרוויחו’ ממותם של העצים, שקודם לכן קיבלו את האור החיוני לגדילת הצמחים הקטנים מהם. הצמחים שאך החלו לגדול כבר לא צריכים להתחרוֹת בעצים כדי לזכּוֹת בגשם הראשון שיורד לאחר השרפה, והם גם מפיקים תועלת מהאפר, המכיל חומרי הזנה רבים. עתה, משחוּפַּת היער כבר אינה נמצאת, יותר אור יכול להגיע לקרקע, כך שצמחים מסוגלים לנבוט, לגדול וללבלב בשפע. לכן, כאשר היער צעיר, הצמחים יכולים לאגֵּד את מַרבית המשאבים ולהשתמש בהם, וכך עושר זני הצמחים מצוי בשיאו.
בתקופה שסמוך לאחר שרפת החורש מצאנו צמחים קטנים כמו תִּימִין (קוֹרָנִית), רוזמרין, לֹטֶם, חלבלוב וסחלבים, וכן שתילים של אורן ירושלים בתוך העשבים. השתילים הללו גדלו מזרעים שהתפזרו מאורני ירושלים ששרדו בקצוות שרפת החורש. במהלך 15 השנים הבאות, אורני ירושלים הללו יצמחו, וגובהם יגיע ליותר מגובהו הממוצע של אדם בוגר. עצים ושיחים אחרים כמו אלונים, עצי אֶדֶר, דובדבן מַחְלֵבּ ופיסטוק, מְגדלים גזעים חדשים ואיתנים מתוך גדמַי עץ שרופים, בתהליך המכונה נביטה מחודשת.
שלבי הביניים: 20 עד 80 שנים לאחר שרפת חורש
בחלוף 30 שנים מהשרפה, האורנים שולטים בשכבת הצמחים הנמוכים. ישנם אורנים שהגיעו לגובה של בית, וצמרותיהם משיגות את מַרבית אור השמש. מתחת לפני הקרקע, השורשים של אורני ירושלים משתמשים בכל כך הרבה מים וחומרי הזנה, שקשה לצמחים אחרים להישאר בחיים – התחרוּת בעצים קשה מדי עבור רבים מצמחי השכבה הנמוכה. הצמחים התחרותיים ביותר שורדים, בעוד האחרים קְמֵלִים.
מתחת לצמרות האורנים מצאנו שני זנים של עצי אלון; האלון הלבן (white oak, מֵשִּׁיר את עליו בכל סתיו), ואלון הגלעין (holly oak, ירוק-עד). אלונים אלה נותרו קטנים יותר מהאורנים, למרות שהם גדלו מחדש מייד לאחר השרפה מגדמֵי עץ חרוכים או מעֵצים שרופים. גדילתם איטית משום שהם מתקיימים בצילם של האורנים, ולכן מקבלים פחות אור.
השלבים המאוחרים: 80 עד 130 שנים לאחר שרפת חורש
סיפורם של האלונים ושל האורנים דומה לַמָּשָׁל על הצב והארנבת. עץ האורן מָשׁוּל לארנבת, כיוון שהוא גדַל מהר ושולט בשלבים הראשונים להשתקמות היער. האלון הוא כמו הצב – נדרש לו זמן לגדול, אבל בסוף הוא משתלט. אורני ירושלים אינם חיים זמן רב, לעיתים קרובות בְּשֶׁל פטריות שמרקיבות את הגזעים שלהם. כאשר האורנים מתים, האלונים מתמודדים עם תחרות פחוּתה. כמאה שנים לאחר שרפת החורש, האלונים בסופו של דבר שולטים בחופת היער.
עַלְוַת האלונים, במיוחד זו של אלוני הגלעין, היא כמו מטרייה שלוכדת את רוב האור, ויוצרת צל כהה המוֹנע מאורנים נוספים לגדול. לאלונים גם יש מערכות שורשים יעילוֹת שמצטיינות במציאת מים, אפילו בעיתות בצורֶת. התחרות עם האלונים קשה מדי עבור רוב צמחי השכבה הנמוכה; בשלב הזה, יש מעט זנים שיכולים לגדול בשכבת הצמחים הנמוכים. לכן, ביערות אלון עתיקים, מספר זני הצמחים הוא הנמוך ביותר. מעניין להבחין בכך שרוב הצמחים הגדֵלים בשכבת הצמחים הנמוכים בשלבים המאוחרים של השתקמות היער, היו שָׁם גם בשלב המוקדם ביותר. הצמחים שנעלמו עדיין קיימים מתחת לקרקע בצוּרת זרעים, פקעות, שורשים וגבעולים, ומחכים לשרפת חורש חדשה כדי לנבוט ולגדול.
כיצד ביכולתנו לסייע ליערות להישאר מגוונים?
אם כן, ראינו כי שרפות חורש מאפשרוֹת לצמחים רבים לנבוט או לגדול – צמחים שדוכאו או שלא הצליחו להתחרוֹת באחרים ביערות הוותיקים. מסיבה זו, שרפות חורש ביערות ים-תיכוניים מועילות לעושר של זני הצמחים, ולגדילתם. בד בבד שרפות אלה מסוכנות עבור אנשים, בתיהם ורכושם. איך בידינו לאזֵּן בין הצורך להגן על בני האדם לצורך לשמֵּר את המגוון הביולוגי ביער, ואת היתרונות שהוא מַקְנֶה? לדוגמה, חרקים מאביקים, כמו דבורים, מפיקים תועלת משרפות החורש [5] הודות לעושר הזנים של הצמחים הפורחים בשנים שלאחר השרפה. אחד הפתרונות יכול להיות לאפשֵׁר לשרפות החורש להתפשט באופן ספונטני באזורים שבהם אין בני אדם, ואשר בהם השרפה יכולה לעודד את המגוון הביולוגי.
זִכרו כי שרפה היא תהליך טבעי במערכות אקולוגיות הנוטות לשרפות, כמו באזורים ברחבי העולם שאקלימם ים-תיכוני. זנים ומערכות אקולוגיות התפתחו לצד השרפות, וזנים רבים מפגינים מאפיינים המאפשרים להם להתמודד עם שרפות. כך למשל, עצים שמתרבים בשלב מוקדם; שיטות להגנה על זרעים ועל גבעולים מפני שרפה, דוגמת קליפת גזע עבה והיכולת לנבוט מחדש מגדמי עצים או משורשים; או צמיחה מהירה מייד לאחר השרפה [6]. ברמת המערכת האקולוגית, יש צורך בשרפות בתדירוּת סבירה כדי לשמֵּר את המגוון הביולוגי. אם השרפות נדירוֹת, המגוון הביולוגי יפחת, אך אם תכיפוּת השרפות גבוהה מדי, ייתכן שהצמחים לא יתאוששו.
ביערות המצויים בשלבי השתקמות מאוחרים, ניתן למצוא כמה סוגי צמחים נדירים, אזובים, פטריות וחיות, שאינם מצויים ביער בשלבי ההשתקמות המוקדמים לאחר שרפה. המגוון הביולוגי ביערות המצויים בשלבי השתקמות מאוחרים אינו מובן דַּיּוֹ, כיוון שיערות ים-תיכוניים בשלבים מאוחרים אינם נפוצים. נראה כי במידת-מה, יערות ותיקים תורמים גם הם למגוון הביולוגי. זאת כיוון שמתקיימים בהם תנאים מסוימים החשובים עבור זנים נדירים, אשר בסופו של דבר, חשובים גם עבור הסביבה [7]. לכן, אנו זקוקים לכל סוגי היערות, מהיערות הצעירים בעלי המגוון הביולוגי העשיר הנובע משרפות יער ומשינויים אחרים המתחוללים בטבע, ועד ליערות הוותיקים בעלי המגוון הביולוגי המוגבל, אך הייחודי. הנופים הבריאים ביותר הם אלה המאוזנים, שמכילים את כל סוגי המערכות האקולוגיות. חובה לאזן בין יתרונות השרפות עבור היערות לסיכונים שהשרפות מציבות בפני בני האדם. האיזון בין היתרונות לאיומים עשוי לסייע לנו לשמור על כל הזנים בנוף היער, ובכלל זה בני האדם.
מילון מונחים
גזי חממה (Greenhouse Gases): ↑ גזים שמוֹנעים מחום לברוח לחלל. גזי החממה הרלוונטיים ביותר הם אדי מים, פחמן דו-חמצני, מֵתָאן, חמצן דו-חנקני ואוֹזוֹן.
מערכת אקולוגית (Ecosystem): ↑ מערכת המכילה אוסף מסוים של אורגניזמים שהסתגלו למאפייניו הביולוגיים, הפיזיים, הכימיים והגיאולוגיים של אזור מסוים.
זן (Species): ↑ קבוצת אורגניזמים שיכולה להתרבּוֹת בינה לבין עצמה ולייצר צאצאים פוריים.
שכבת הצמחים הנמוכים (Understory): ↑ עשבים, צמחים פורחים, שיחים ועצים צעירים הצומחים ביערות תחת חוּפַּת היער.
מגוון ביולוגי (Biodiversity): ↑ מספר הזנים הקיימים במערכת אקולוגית. ככל שיש יותר זנים, כך המגוון הביולוגי במערכת האקולוגית גדול יותר.
טבעות עצים (Tree-ring): ↑ שילוב של טבעת בהירה וכהה בגזע של עץ מייצג שנה אחת של צמיחה.
חוּפַּת היער (Canopy): ↑ השכבה העליונה של היער, מורכבת בעיקר מעלוותם ומענפיהם של העצים השולטים.
נביטה מחודשת (Resprouting): ↑ מנגנון המאפשר לצמחים עֵציים (שיחים ועצים) להתחדש לאחר שרפת חורש, באמצעות הצמחַת גבעולים חדשים.
הצהרת ניגוד אינטרסים
המחברים מצהירים כל המחקר נערך בהעדר כי קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.
הצהרת כלי בינה מלאכותית
טקסט חלופי הנלווה לאיורים במאמר זה נוצר על ידי פרונטירז בסיוע כלי בינה מלאכותית, ונעשו מאמצים על מנת להבטיח את דיוקו, כולל בדיקה על ידי כותבי המאמר כאשר הדבר התאפשר. אם ברצונכם לדווח על בעיה, אנו צרו איתנו קשר.
מאמר המקור
↑ Fournier, T., Fèvre, J., Carcaillet, F., Carcaillet, C. 2020. For a few years more: reductions in plant diversity 70 years after the last fire in Mediterranean forests. Plant Ecol. 221:559–76. doi: 10.1007/s11258-020-01034-z
מקורות
[1] ↑ Bowman, D. M., Balch, J.K., Artaxo, P., Bond, W. J., Carlson, J. M., Cochrane, M. A., et al 2009. Fire in the Earth system. Science. 324:481–4. doi: 10.1126/science.1163886
[2] ↑ Walker, L. R., Wardle, D. A., Bardgett, R. D., and Clarkson, B. D. 2010. The use of chronosequences in studies of ecological succession and soil development. J. Ecol. 98:725–36. doi: 10.1111/j.1365-2745.2010.01664.x
[3] ↑ Fournier, T., Battipaglia, G., Brossier, B., and Carcaillet, C. 2013. Fire-scars and polymodal age-structure provide evidence of fire-events in an Aleppo pine population in southern France. Dendrochronologia. 31:159–64. doi: 10.1016/j.dendro.2013.05.001
[4] ↑ Huffman, J. M. and Rother, M. T. 2017. Dendrochronological field methods for fire history in pine ecosystems of the southeastern coastal plain. Tree-Ring Res. 73:42–6. doi: 10.3959/1536-1098-73.1.42
[5] ↑ Lazarina, M., Devalez, J., Neokosmidis, L., Sgardelis, S. P., Kallimanis, A. S., Tscheulin, T., et al 2019. Moderate fire severity is best for the diversity of most of the pollinator guilds in Mediterranean pine forests. Ecology. 100:e02615. doi: 10.1002/ecy.2615
[6] ↑ He, T., Lamont, B. B., and Pausas, J. G. 2019. Fire as a key driver of Earth’s biodiversity. Biol. Rev. 94:1983–2010. doi: 10.1111/brv.12544
[7] ↑ Taudière, A., Bellanger, J. M., Moreau, P. A., Carcaillet, C., Christophe, A, Læssøe, T, et al. 2017a. Xylobolus subpileatus, a hyper-specialized basidiomycete functionally linked to old canopy gaps. Can. J. For. Res. 47:965–73. doi: 10.1139/cjfr-2016-0521