气候变化和野火——这是一种可燃的混合物,伴随着昂贵的破坏和致命的后果。为了理解这两个变量之间的联系,研究人员多年来一直在研究气候和内华达山脉野火相互作用的影响。这项研究已经演变成对树木分布、森林覆盖范围和碳动态的研究。
然而,以往的大多数研究都着眼于气候变化与森林火灾地区之间的关系,这是由于气候对森林火灾的影响。火是一个受生产力影响的自我限制的过程。然而,许多火灾预测假设有足够的植被来支持火灾,这对碳动态和排放有重大影响。
气候直接影响植被,并通过气候介导的干扰过程,如野火。通常,燃烧面积和温度是正相关的,这取决于植被的可用性。与植被的相互作用,为火灾提供燃料,尚未深入研究。
现在,包括新墨西哥大学(University of New Mexico)生物系的马修·赫图(Matthew Hurteau)在内的科学家们正在通过模拟内华达山脉的野火来检查更多的数据,以提高他们对之前和未来野火之间的了解。他们假设之前的野火及其对植被的影响,再加上气候变化及其对野火后植被恢复的影响,可能会限制未来野火的规模。
这项名为“植被-火灾反馈减少气候变化下预计燃烧面积”的研究发表在今天的《科学报告》(Scientific Reports)上,其目的是更好地理解气候-野火的相互作用,以及这种作用如何影响野火排放,进而影响内华达山脉的空气质量。
利用模拟森林和火灾动态的景观模型,Hurteau和他的同事进行了模拟,其中气候是对燃烧区域的唯一影响(静态),气候和之前的火灾事件对燃料可燃性和可用性的相互作用影响(动态)。
Hurteau说:“利用包括光合作用和呼吸作用在内的生态系统模型,我们能够捕捉到每十年植被对气候和燃烧面积的反应。”“我们利用每十年的生态系统模型和一个统计模型来重新估计未来十年的火灾规模分布,并捕捉以往野火的影响。”
他们的发现有点出人意料。他们曾预期,以前的火灾事件及其对森林中可燃烧的燃料数量的影响将对未来燃烧的地区造成很大的限制。科学家称这是之前火灾事件造成的燃料限制效应,但他们发现这种效应持续时间不长,也不像他们想象的那么大。
”相比,我们发现静态场景,在气候是唯一影响面积烧伤,占之前火灾之间的相互作用和气候对燃料的可用性和可燃性温和派只减少了内华达7.5%累计面积燃烧在这个世纪。这比我们预期的要低得多,因为有足够的植被能够在火灾后恢复,一个被烧毁的地区能够很快地支持随后的火灾。
作为这项研究的一部分,克里斯汀•Wiedinmyer大气化学家和科罗拉多大学的副主管的科学环境科学研究所合作研究,建立在Hurteau的工作和其他人把它的空气污染物排放水平通过观察烟雾释放野火在不同气候条件下不同类型的植被。
Wiedinmyer利用其他研究人员提供的信息来确定植被燃烧量的变化如何影响野火烟雾释放的空气污染物的数量。纳入新的植被动态改变了对野火污染物排放的估计,这最终会影响空气质量。能够获得更详细的植被/野火/排放预测,将使空气质量管理人员能够更好地预测未来野火对空气质量的影响。
Wiedinmyer说:“这项研究表明,野火活动不仅受到气候的影响,还受到植被和之前的火灾的影响。”“如果你把所有这些因素都包括在野火预测中,就能改变我们对野火造成的空气污染物的预测。”这一点很重要,因为这些信息可以帮助空气质量管理人员知道应该期待什么,以及如何制定计划。
他说:“我们的发现的好处更多的是改善了我们对内华达山脉野火燃烧时社区将面临的潜在挑战的理解。”“这也有利于政策规划。“从管理规划的角度来看,这项工作基本上向我们展示了之前火灾事件的影响只会持续10年左右,而在10年内发生的野火足迹中有足够的植被再生,可以再次引发火灾。”
Hurteau指出,加州的气候行动计划依赖于该州自然植被系统持续吸收碳,以帮助平衡人为造成的二氧化碳排放。他说:“这有助于限制未来野火的不确定性,以及它将如何影响森林的碳吸收。”
这项研究由来自生物、空气化学、工程等多个学科的科学家共同完成,其中包括伊利诺伊大学的梁爽和加州大学默塞德分校的勒罗伊·维斯特林。
Wiedinmyer补充说:“我们能够从一个新的细节层面来观察野火,并通过合作来获得关于野火在不同条件下如何活动的更大的图像。”
——文章发布于2019年2月26日