地球与环境 2022-01-23 09:54

Photo of a prairie fire with yellow grass in the foreground.

研究人员通过分析从1673年到1905年的数千份历史记录,对中西部高草大草原的火灾历史进行了最全面的分析。

图片由厄巴纳公园区提供

Photo of prairie in flower with a woodland in the background.

伊利诺伊州李县一片完整的大草原。

照片由Michael Jeffords和Susan Post拍摄

香槟,病了。-研究人员梳理了数千份历史文献,以第一人称的方式记录了1673年至1905年间发生在美国中西部高草大草原上的火灾。他们的研究是第一次对世界上这一地区草原火灾的时间、原因和后果进行系统分析。他们在《自然地区杂志》上发表了他们的发现。

尽管第一批穿越北美的欧洲人并不知道这一点,但火对于维持他们在大陆中部遇到的广阔草原是必不可少的。最新研究表明,最早的火灾通常是由印第安人而不是闪电引起的,它阻止了木本植物的生长和森林的发展。

草原曾经从亚利桑那州延伸到俄亥俄州,从萨斯喀彻温省延伸到德克萨斯州,但在它们的范围的东部边缘,那里的降雨量最丰富,因此长得最高。这项新研究的重点是这片东部狭长的土地,被称为中西部高草草原。

Map of study area.

研究人员分析了美国中西部八个州历史上发生的高草草原火灾的记录。美国中部地图,蓝绿色、深绿色和浅绿色区域分别划定了高草、中草和短草草原的原始范围。红点表示研究报告中每起火灾的大致位置。

绘图:Michael Vincent

“好的数据从草原火灾是极其困难的,这就是为什么我们有这么几个研究这个问题,”Greg Spyreas研究的合著者说,植物生态学家伊利诺斯州自然历史调查和自然资源和环境科学教授伊利诺伊大学香槟分校。“我们可以从树痕数据中重建森林火灾的历史,但在草原上,我们几乎没有在这些广阔的中西部地区发生过什么事情的物理证据。”

该研究的主要作者、伊利诺伊州博物馆的威廉·麦克莱恩(William McClain)查阅了数千份历史文件,其中包括火灾发生的日期和地点、被烧毁的领土或财产的数量、任何人员或动物伤亡以及可能的火源。他和他的同事们收集并分析了795份火灾报告,这些火灾发生在今天的伊利诺斯州、印第安纳州、爱荷华州、明尼苏达州、密苏里州、北达科他州、俄亥俄州和威斯康星州。据报道,这些火灾中有32起是由印第安人引起的,其余是欧洲人引起的。大多数由美洲原住民引起的火灾发生在欧洲大陆扩张的最初几年,那时疾病和流离失所还没有减少土著人口。

Photo of prairie grass burning.

据观察人士报道,在铁路和农场将草原分割之前,火灾有时会吞噬数千平方英里的领土。

由Greg Spyreas拍摄

麦克莱恩说:“印第安人使用火有很多原因,其中一个原因是狩猎野牛和鹿。”“他们还用它来打仗和骚扰,清理林地,也许还用来杀死某些昆虫,甚至是他们不想让蛇等动物靠近他们的居住地。”

早期的法国探险家和捕兽者描述了印第安人在合适的条件下用火包围野牛的方法。有时他们的计划失败了,火势失去了控制。

在高草大草原定居的欧洲新移民害怕火灾,认为它是一个迫在眉睫的生命和财产威胁。

“我不认为今天的人们意识到那些草原大火是什么样子的,”该研究的合著者约翰·艾宾格说,他是东伊利诺伊大学和INHS下属机构的生物科学荣誉退休教授。“这些不是小小的草火;这些大火可以迅速摧毁数千英亩土地。”

目击者称大火“就像一支吞噬的军队”,有意或无意的纵火迅速失去控制。大火跃过河流;烧毁房屋、马厩、粮仓和牲畜;烟雾使空气变黑,有时会遮挡太阳好几天。1857年,明尼苏达州的一位观察者描述了数百英里范围内的草原大火,“把这个国家舔得干干净净”。另一篇在1873年的报道称,“秋天(中西部)烟雾弥漫的气氛每年都是常见的经历,而这种烟雾源于草原火灾。”

Photo of a woodland and prairie fire with white smoke billowing from trees in the distance.

伊利诺伊州富兰克林格罗夫附近,自然保护协会的纳丘萨草原发生大火。

摄影:Charles Larry

大多数火灾发生在10月和11月,这是草原上一年中最干燥的时间,也是定居者们称之为“印第安之夏”的时期。

研究人员发现,随着印第安人数量的减少,由印第安人引起的火灾逐渐减少,但欧洲新移民开始放火,以清理土地种植作物或杀死害虫,火灾的频率在1830年至1850年之间增加。在那之后,铁路的扩建和农业耕作使草原变得支离破碎,从而减少了草火蔓延到很远的地方的可能性。

研究人员说,这项新研究填补了科学家对北美草原火灾历史的理解上的一些重大空白。

“这项研究非常有用,因为我们今天在管理这些土地上所做的很多事情都是基于假设,而不是数据,”Spyreas说。“通过这项研究,我们得到了组织良好的数据,表明了一些非常清楚的事情。例如,报告说,大多数火灾发生在秋季,很多情况下都是巨大的火灾。”

麦克莱恩说,这项研究也挑战了关于草原火灾起源的普遍假设。在分析的数百个第一人称描述中,只有五起草原大火是由闪电点燃的。他说,这与长期以来认为大草原是由闪电引发的火灾维持的观点背道而驰。

研究小组报告说,来自燃煤火车头的余烬偶尔点燃了草原。更多的大火是人为点燃的——比如营火或为了清除作物残渣——但火势很快就失控了。毁灭性火灾的频繁发生最终导致了旨在防止此类事件发生的新法律的出台。

Artist's view of a locomotive crossing the prairie with a raging fire in the background.

用木头和烧煤的火车头有时会引发大规模的草原火灾。

由Courier & Ives打印

“欧洲人采用了美洲原住民的一些生火习惯,”研究报告的合著者查尔斯·鲁夫纳说,他是南伊利诺伊大学的林业教授。“然后,当这些火灾行为变得不那么受环境影响时,我们开始立法来阻止它们。”

鲁夫纳说,虽然这项新的研究提供了17世纪晚期到20世纪早期高草草原火灾的第一个可靠历史,但这项研究有其局限性。例如,并不是所有的火灾都被记录在公共记录中。

“火灾变得如此常见,以至于人们不再写日常火灾,”他说。“他们只写那些烧毁整座城镇、杀人的故事。”