编号 sjly0000011860

日期 20230410

标题 研究显示极端野火正在导致北方森林生态系统从碳汇转变为碳源

年份 2023 

学科分类 220.1060;森林生态学

国别/机构 全球 

作者 杨文娟 

关键词 野火  北方森林  森林生态系统  碳汇  碳源  碳储存 

主要内容 　　Phys.org网站2023年3月6日消息：研究表明，极端野火正在导致全球最大的森林生态系统——北方森林从碳汇转变为碳源。
　　北半球广阔的北方森林从斯堪的纳维亚半岛一直延伸到西伯利亚、阿拉斯加和加拿大境内，覆盖了世界上十分之一的土地，却封存了地球上三分之一的碳，这些碳主要储存在富含有机质的土壤和树木中。
　　在这些北方森林中，寒冷的气候和常年积水的地表意味着掉落的树皮、针叶和其他已死亡的有机物需要很长时间才能分解。这使得土壤在上一个冰期末期冰盖消退后的数千年里持续积累了碳。从那时起，闪电引发的野火一直是北方森林生态系统土壤碳释放的主要诱因之一。野火将原本储存在树木和表层土壤中的部分碳释放回大气中，且释放量通常是巨大的。这意味着，北方森林火灾所释放的碳比其他生态系统中类似规模的火灾所释放的碳高出10～20倍。因为在其他生态系统中，火灾主要消耗植被中储存的碳，而土壤本身并不释放大量的碳。
　　然而，这些北方森林可能一个世纪只燃烧一次，有时甚至频率更低，这一间隔比大多数其他容易发生火灾的生态系统要长得多。在两次火灾之间的长时间间隔内，土壤和树木中额外储存的碳通常超过了火灾造成的损失。在过去6 000年左右的时间里，北方森林一直保持着这种碳吸收量大于碳排放量的稳定状态。因此，北方森林是全球重要的碳汇。但全球变暖，尤其是在北半球高纬度地区明显发生的气候变化，正威胁着这种平衡。飙升的气温延长了火灾季，增加了野火的频率和强度。越来越多的研究证据表明，随着火灾间隔的缩短，北方森林有机土壤释放的碳量超过了其生态系统再吸收的碳量。
　　清华大学深圳国际研究生院环境与生态研究院的郑博研究团队在《科学》期刊发表了一篇最新论文，以卫星追踪野火释放气体为切入点，通过卫星观测野火烟雾羽状物来监测肉眼无法看到的一氧化碳。一氧化碳可在某些红外波长下显现，虽然其本身并不是温室气体，但根据一氧化碳在野火烟雾中的含量可以推断出二氧化碳的含量。这与当前野火排放模型采用的较为传统的方法形成了对比。传统方法也使用卫星，但只是通过比较前后的图像来记录活跃的火灾或被烧毁的区域。该论文研究团队考虑了一系列假设，包括野火通?；嵯亩嗌僦脖?，以及每个不同类型的植被和土壤燃烧的面积会排放多少碳量等。虽然这种新的监测一氧化碳方法有其自身的不确定性，但它提供了对野火导致的碳排放量的独立和更直接的估计，能够让人们更详细地了解不同生态系统之间野火碳排放的差异。
　　这项新研究还发现，在过去20年里，北方森林火灾引发的碳排放量显著增加。2021年的情况尤为严重，创造了历史记录，其排放量占全球植被野火排放量的23%，比那些典型年份的排放量增加了两倍以上。如果这一趋势继续下去，北方森林将很快成为全球生物质燃烧所致碳排放的主要来源，甚至可能超过热带泥炭地火灾（如2015年印度尼西亚的火灾）的碳排放量，这进一步加剧了“野火-碳排放-气候变暖”的恶性循环。
　　北美、北欧和亚洲同时出现的炎热和干燥天气导致2021年的火灾季变得异常极端。如果这种气候变化变得更为频繁，将导致北方地区的森林发生更多火灾。若这些北方森林持续遭受破坏，且达到野火临界点，后果将不堪设想。2014年的一项关于加拿大西北部北方极端火灾的研究显示，一些地区的森林已经从碳汇变成了碳源，这说明极端天气对于北方森林的影响很大。这项覆盖整个北方生物群落的新研究表明，从西伯利亚到加拿大，整个北方森林生态系统正在快速接近从碳汇转变为碳源的临界点。（杨文娟）

资料来源 世界林草动态,2023(10)