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燃料而非火种能控制北方森林的碳排放

  • 科学
  • 2020-10-13 08:22:42
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随着气候变暖在北美寒带森林中引发更长的火灾季节和更严重的火灾,因此能够计算出每种火灾燃烧的碳量变得更加紧迫。由北亚利桑那大学领导的新研究并于本周发表在《自然气候变化》杂志上,该研究表明,多少碳燃烧取决于可利用的燃料,而不是干旱,温度或降雨等火灾。在一项横跨加拿大和阿拉斯加的大型回顾性研究中,国际研究小组发现,地下有机土壤中存储的碳是火将释放多少碳的最重要预测指标。

该团队通过分析从2004年至2015年之间从加拿大和阿拉斯加六个生态区的417个烧毁地点收集的现场数据,调查了西部广阔的北方森林状况。他们发现,土壤中储存的碳量是燃烧多少碳的最大预测指标,并且土壤湿度在预测碳释放方面也很重要。

“在这些北部森林中,土壤而非树木可以占碳排放量的90%,因此我们预计这些有机土壤将成为重要的驱动力,”生态系统科学与社会中心的第一作者Xanthe Walker说。北亚利桑那大学。“但令我们感到惊讶的是,火灾天气和一年中开始发生的时间证明是碳燃烧的不良指标。这实际上与发生火灾时存在的燃料有关。”

这是一个关键性的发现,因为用火灾天气指数衡量的火灾天气是科学家和火灾管理人员目前用来模拟这些北方森林碳排放量的主要工具之一。这项研究表明,燃料应该是这些模型中更大的组成部分。“我们想到气候变化和野火时,常常会本能地想到极端天气条件,”加拿大森林服务部的研究科学家,该研究的合著者马克·安德烈·巴黎恩说。“但是我们的研究表明,植被也很重要-很多!预测未来的植被很难破解,但是这项研究强调了必须不断努力。”

他们发现的植被格局非常复杂-土壤湿度,树木种类组成以及火灾时的林分年龄都相互影响以预测燃烧量。例如,高度易燃的黑云杉通常是碳燃烧的预测指标,并且这种物种的存在会随着场所水分和着火时的老化而增加。但是这种相互作用可能会随着气候而改变。例如,随着气候变暖和火灾间隔时间的缩短,黑色云杉林被落叶乔木和杰克松所取代,它们生长在较浅的土壤中,在火灾中释放的碳较少。研究的现场水平分辨率使研究人员能够捕获碳燃烧模式中的这种动力,并提供有关它们将来可能改变的方式的线索。

这项研究的共同作者,阿姆斯特丹Vrije大学副教授桑德·韦弗韦尔贝克说:“我们确实需要摆脱对北方森林的单调误解。” “虽然北方森林中只有少数树种,但其生态系统结构,森林年龄,地形,泥炭地的发生和多年冻土条件的多样性是巨大的,我们的论文表明这些特征决定了北方大火的碳排放。这是个好消息。我们可以利用NASA和其他太空机构提供的最新工具绘制出这种精细生态系统变化的各个方面的信息。现在,我们需要在大陆范围内做到这一点。”

该研究的资深作者,北亚利桑那大学生物学教授米歇尔·麦克说,这项研究捕获的细节水平为建模者提供了一个提出更多关于碳的问题的框架。麦克说:“过去,火灾模型的重点是火灾行为,而不是碳排放。” “仅在最近十年左右,我们就已经看到了一项全球性的工作来量化这些火灾释放的碳量。我们希望我们对燃料的观察能为模型提供参考,因为我们将努力更好地了解北方森林的排放轨迹。”

巴黎人同意了。他说:“我们发现,火生植被的反馈要比几年前要强得多。” “当然,我们永远也无法管理所有巨大的北方生物群落-我们也不想这样做-但这有助于我们知道可以采取哪些有针对性的行动,例如火灾管理或改变森林植被,以限制碳损失。 ”

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