氣候變化和野火——這是一種可燃混合物，具有代價(jià)高昂的破壞和致命的后果。為了了解這兩個(gè)變量之間的關(guān)系，研究人員多年來(lái)一直在內(nèi)華達(dá)山脈研究氣候和野火之間的相互作用。這項(xiàng)研究已經(jīng)發(fā)展成為研究樹(shù)木的分布、森林覆蓋范圍和碳動(dòng)態(tài)。
然而，以往的研究大多是研究氣候變化與野火燃燒區(qū)域的關(guān)系，即野火對(duì)氣候的影響。火是一個(gè)受生產(chǎn)力影響的自我限制的過(guò)程。然而，許多火災(zāi)預(yù)測(cè)假設(shè)有足夠的植被來(lái)支持火災(zāi)，這對(duì)碳動(dòng)力學(xué)和排放有重大影響。
氣候直接影響植被，并通過(guò)氣候介導(dǎo)的干擾過(guò)程，如野火。一般來(lái)說(shuō)，根據(jù)燃燒植被的可利用性，燃燒面積與溫度呈正相關(guān)。與植被的相互作用為火燃燒提供燃料還沒(méi)有被深入研究。
現(xiàn)在，科學(xué)家們，包括新墨西哥大學(xué)生物系的馬修烏爾托，正在通過(guò)模擬內(nèi)華達(dá)山脈的野火來(lái)研究更多的數(shù)據(jù)，以提高他們對(duì)現(xiàn)有和未來(lái)野火的理解。他們假設(shè)，之前的野火及其對(duì)植被的影響，加上氣候變化及其對(duì)野火后植被恢復(fù)的影響，可能會(huì)限制未來(lái)野火的規(guī)模。
這項(xiàng)名為“植被-火災(zāi)反饋”的研究減少了氣候變化造成的估計(jì)面積，今天發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》上，旨在更好地了解氣候和野火之間的相互作用以及它如何影響野火的排放，以及后來(lái)內(nèi)華達(dá)山脈的空氣質(zhì)量。
Hurteau和他的同事利用景觀模型模擬了森林和火災(zāi)動(dòng)態(tài)，其中氣候是對(duì)燃燒區(qū)域的唯一影響(靜態(tài))，氣候和以前的火災(zāi)事件對(duì)燃料可燃性和可用性的相互作用影響了區(qū)域燃燒(動(dòng)態(tài))。
“使用包括光合作用和呼吸作用在內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)模型，我們可以了解每十年植被對(duì)氣候和面積的影響，”Hurteau說(shuō)。“我們使用了每個(gè)十年的生態(tài)系統(tǒng)模型輸出和一個(gè)統(tǒng)計(jì)模型，該模型考慮了以前的區(qū)域燃燒和氣候的影響，以重新估計(jì)未來(lái)十年的火災(zāi)規(guī)模分布，并捕捉以前野火的影響?！?
他們的發(fā)現(xiàn)有點(diǎn)令人驚訝。他們預(yù)測(cè)，以前的火災(zāi)事件及其對(duì)森林中可燃燃料數(shù)量的影響將極大地限制未來(lái)的燃燒區(qū)域?？茖W(xué)家稱之為以前火災(zāi)造成的燃料限制效應(yīng)，但他們發(fā)現(xiàn)這種效應(yīng)不會(huì)持續(xù)太久，也沒(méi)有他們想象的那么大。
“我們發(fā)現(xiàn)，與靜態(tài)情況相比，氣候是唯一影響燃燒的區(qū)域?？紤]到以前的火災(zāi)和氣候?qū)θ剂峡捎眯院鸵兹夹缘南嗷プ饔茫瑑?nèi)華達(dá)山脈的累積面積只會(huì)減少約7.5%。本世紀(jì)的進(jìn)程。這比我們預(yù)期的要低得多，因?yàn)榛馂?zāi)后可以恢復(fù)足夠的植被，燃燒區(qū)域可以快速支撐后續(xù)的火災(zāi)，”Hurteau說(shuō)。
作為研究的一部分，克里斯汀維丁邁爾(Christine Wiedinmyer)是一名大氣化學(xué)家，是科羅拉多大學(xué)環(huán)境科學(xué)合作研究所的科學(xué)副主任，他在Hurteau等人工作的基礎(chǔ)上，將其提高到了空氣污染物排放的水平。觀察不同氣候下不同植被類型的野火煙霧釋放情況。
Wiedinmyer利用其他研究人員的信息來(lái)確定植被燃燒量的變化如何影響野火煙霧排放的空氣污染物的數(shù)量。新植被動(dòng)態(tài)的加入改變了野火污染物排放的估計(jì)——這將最終影響空氣質(zhì)量。獲得更詳細(xì)的植被/野火/排放預(yù)測(cè)的能力將使空氣質(zhì)量管理人員能夠更好地預(yù)測(cè)未來(lái)野火空氣質(zhì)量的影響。
“這項(xiàng)研究表明，野火活動(dòng)不僅受到氣候的影響，還受到植被和以前火災(zāi)的影響，”維丁邁爾說(shuō)。“當(dāng)你把所有這些因素都包括在野火的預(yù)測(cè)中時(shí)——它可以改變我們對(duì)野火中空氣污染物的預(yù)測(cè)。這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)檫@些信息可以幫助空氣質(zhì)量管理人員了解預(yù)期內(nèi)容以及如何規(guī)劃?！?
Hurteau說(shuō)：“我們的研究成果的好處更多的是提高我們對(duì)內(nèi)華達(dá)州野火燃燒期間社區(qū)中受影響的工棚所面臨的潛在挑戰(zhàn)的理解?！薄斑@也有利于政策規(guī)劃。從管理規(guī)劃的角度來(lái)看，這項(xiàng)工作基本上向我們表明，其中一次火災(zāi)事件的影響只持續(xù)了十年左右，十年后野火足跡中有足夠的植被可以再次生長(zhǎng)?！?
Hurteau指出，加州的氣候行動(dòng)計(jì)劃依靠該州的自然植被系統(tǒng)持續(xù)吸收碳，幫助平衡人為二氧化碳排放?！斑@將有助于限制未來(lái)野火的一些不確定性，以及它將如何影響森林的碳吸收，”他說(shuō)。
這項(xiàng)研究是一個(gè)合作項(xiàng)目，涉及不同學(xué)科的科學(xué)家，包括生物學(xué)、空氣化學(xué)和工程學(xué)，包括伊利諾伊大學(xué)的梁爽和加州大學(xué)默塞德分校的勒羅伊韋斯特林。
Wiedinmyer補(bǔ)充道：“我們可以在一個(gè)新的細(xì)節(jié)層次上看到野火，并共同努力更好地了解野火在不同條件下的表現(xiàn)。”
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