9月25日，国际学术期刊《自然》（Nature）在线发表了西北农林科技大学青年科学家岳超研究员领衔的团队题为《极端森林大火放大火后地表升温》的研究成果。该研究首次从林火规模这一独特视角，揭示了极端大火对生态系统破坏性、林火碳排放和地表气候反馈的放大效应，并对可能存在的“极端大火频发-气候变暖-更多极端大火”的恶性循环提出了警示，为全面和深入认识林火对地球系统和气候过程的影响开辟了新视角。
岳超介绍，人为温室气体排放导致的气候变暖使得极端林火天气呈现频发、广发、强发的趋势。世界气象组织数据显示，2023年是有记录以来最热的年份，全年平均气温比工业化前水平（1850-1900年）高出1.45±0.12°C，大大超出此前最热年份的升温幅度。
当前，单次林火事件的持续时间更长、燃烧面积更大——加拿大、美国和澳大利亚森林野火的单次林火事件的面积在最近几十年里翻倍甚至三倍增长，这些现象意味着气候变暖已经造成极端大火更加频繁。然而，越来越大的林火事件对地表气候的影响被严重低估。
该项研究的创新点在于：在全球变暖背景下，以往科学界较多关注总过火面积对林火碳排放和气候的影响，而忽视了在同样的过火面积下，数场大型林火与众多小型林火相比对生态系统和气候反馈的差异。
研究结果显示，在北半球中高纬40度以上的北方温带和寒带森林中，就单位过火面积而言，极端大火具有更高的燃烧强度，燃烧过程释放更多的二氧化碳，火后树木死亡率更高，并且火后夏季地表温度升温幅度更大。并且，极端大火对夏季地表升温的放大效应可以持续数十年之久。极端大火导致的地表升温会影响火后森林能否顺利更新及其树种组成，并强化冻土层的退化，加速冻土有机碳的释放。这些过程意味着极端大火很可能加剧全球变暖，反过来导致更多的极端大火，从而造成恶性循环。
如何减缓极端大火带来的气候风险？该研究发现，夏季地表升温及其随火灾规模的放大效应随着阔叶树的增加而减少，这与阔叶树种相比针叶树种具有较低的火灾脆弱性相一致。因此，适当增加阔叶树的比例可以减缓大火带来的气候风险。
在人口较为稀少的加拿大、美国中西部和澳大利亚，林火总面积和单次林火事件的面积均呈显著上升态势。有预测表明，未来的气候变暖将在人口稀少的温带和寒带森林导致更多的极端大火。岳超表示：“这项成果让我们意识到在全球变暖的背景下，科学认识极端大火的生态和气候影响以及防控极端大火气候风险的紧迫性，从而有助于提高我们预测未来气候变化以及极端大火对全球变暖响应的能力。”
岳超（左）和赵杰参加全国首届“全球变化生态学论坛”并向与会者介绍研究成果
西北农林科技大学为论文第一单位及通讯单位。西北农林科技大学2022届博士生赵杰为论文第一作者，岳超研究员为论文共同第一作者兼通讯作者。合作者包括西北农林科技大学硕士生王嘉铭、博士生赵洪飞，2016级本科生李光耀，荷兰阿姆斯特丹自由大学Sebastiaan Luyssaert（塞巴斯蒂安·吕瑟特）教授，哥伦比亚罗萨里奥大学Stijn Hantson（斯泰恩·汉森）研究员、加拿大自然资源部王宪礼研究员、电子科技大学何彬彬教授以及临沂大学王梁教授。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、青藏高原二次科考和中国科学院战略性先导科技专项等项目的支持。
作者：付文婷
