最新的全球野火排放数据显示2023年北方针叶林野火已经超越之前报道的2021年最高记录，成为史上最大的针叶林野火造成的碳排放，由于这次极端野火事件对气候、生态系统和全球碳循环等方面产生了重大影响，我们认为应及时向公众传达其深远影响与应对之策。
导 读
近年来，全球变暖背景下，干旱、高温、野火等极端气候事件频发，严重威胁到北方针叶林区作为重要碳汇的生态功能。2023年，北方针叶林史无前例的野火碳排放刷新了2021年的记录。本文讨论了这一年北方针叶林大火背后可能的气候驱动机制与生态系统的潜在临界状态，探讨其对全球碳预算、气候变化的深远影响。
图1 历年北方针叶林火灾碳排放、分布、及对应气候状况
目前全球陆地生态系统年平均吸收大约是11 PgCO2，之前发表于Science的研究“Record-high CO2 emissions from boreal fires in 2021” (DOI: 10.1126/science.ade0805) 报道了2021年北方针叶林野火释放了1.76 PgCO2，创下了2000年以来的历史极值。该文章发表不久，我们查看全球野火排放数据时发现2023年北方针叶林野火碳排放量更是达到了惊人的3.15 PgCO2，是2021年排放的1.5倍以上。该数据不仅证实了气候变暖背景下的火灾活动增强趋势，也标志着北方生态系统作为重要碳汇功能的减弱甚至成为碳源，其正在逼近甚至越过某个关键临界点（tipping point）。
查看北方针叶林野火碳排放与气候之间的关系，自2023年3月份以来，全球海洋表面温度一直处于历史新高，全球各地热浪不断，各种极端事件频繁发生。尤其北美洲在野火最为严重的6月到9月期间出现了自2001年以来最缺水的情况，这可能解释了今年野火的严重程度。
长期来看，森林野火应是一种碳平衡的自然过程，然而不断刷新纪录的野火碳排放预示了其与气候变化正在形成不健康的正反馈：气候变化导致降水模式变化、气温上升等异常，为北方森林野火的发生创造了有利条件；森林燃烧则释放大量黑碳、二氧化碳等温室气体，加剧全球变暖。同时，野火后土地覆盖变化，如植被类型变化和地表反照率下降，影响了陆地与大气的能量交换。
要综合评估野火过程对碳循环和地球气候系统的影响，需综合实时观测数据、卫星遥感及地面测量数据，提升地球系统模型对野火相关的生物地球化学与生物地球物理过程的描述，为评价和预测未来野火的影响奠定基础。
总结与展望
2023年北方针叶林野火创纪录的碳排放，凸显了全球气候变化下生态系统脆弱性与碳循环的不稳定性。这场大火值得更深入的研究，以揭示野火与气候系统的复杂相互作用，以及对全球碳循环的影响，进而提升对未来气候风险的预测精度。此外，北方针叶林范围广阔，国际科研合作、数据共享与技术进步在应对野火危机中的作用不容忽视。
责任编辑
盛 峥 国防科技大学
马 勤 南京师范大学
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原文链接：https://www.cell.com/the-innovation/fulltext/S2666-6758(24)00069-9
本文内容来自Cell Press合作期刊The Innovation第五卷第四期以Commentary发表的“Extreme climate sparks record boreal wildfires and carbon surge in 2023” (投稿: 2023-12-18；接收: 2024-04-24；在线刊出: 2024-04-26)。
DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2024.100631
引用格式：Liang L., Liang S., and Zeng Z. (2024). Extreme climate sparks record boreal wildfires and carbon surge in 2023. The Innovation 5(4), 100631.
作者简介
曾振中，南方科技大学副教授，博士生导师，2011年获中山大学理学学士学位，2016年获北京大学博士学位，2016-2019年在美国普林斯顿大学从事博士后研究，自2019年起在南方科技大学工作。获求是杰出青年学者奖、教育部长江学者奖励计划、亚洲-大洋洲地球科学联合会（AOGS）Kamide Lecture奖等荣誉。主要从事地球系统过程与全球变化领域的研究工作，利用地表观测网络、卫星遥感技术和新一代地球系统模型研究地球表层系统中生物圈、大气圈、水圈和人类圈之间的协同演化与耦合关系，量化人类社会发展作用下地表过程与气候变化之间的相互作用，为减缓和应对气候变化提供科学证据和理论支撑。
梁莉莉，南方科技大学在读研究生，2021年加入地球系统与全球变化实验室，研究兴趣包括气候变化背景下气候要素的相互作用，以及这些因素对全球气候变化的影响。
