![]()
【导读】近日《自然地球科学》发表文章，研究了野火对陆地碳汇能力的影响，及其对实现1.5℃温控目标的影响。研究发现，野火的影响远超预期，1.07℃的全球升温就足以显著影响碳储存，比此前认为的温度更低。野火还会加剧热带地区森林退化，并可能导致北美和南美洲部分地区从碳汇转变为碳源。研究结果警示我们，野火对碳循环和实现气候目标构成严重威胁，需要采取更积极的减排和火灾管理措施。为应对气候变化，国际社会于2015年达成了《巴黎协定》（Paris Agreement），承诺将全球平均气温较工业化前水平升高幅度控制在2℃以内，并努力限制在1.5℃以内。为实现这一目标，需要控制温室气体排放，而陆地生态系统能够吸收大气中的二氧化碳，是重要的碳汇。然而，野火作为一种自然灾害，会向大气中释放大量的二氧化碳，同时也会降低生态系统的碳汇能力。此前，科学界对野火影响陆地碳汇能力的认识尚不充分，许多气候模型并未纳入野火的影响。本研究旨在评估在不同全球变暖水平下，野火对陆地碳汇的影响，并探讨将全球升温控制在1.5℃的目标是否与避免重大生态系统变化相一致。该研究使用了英国气象局开发的包含火灾模块的陆面模式JULES-INFERNO，并结合了四种不同的地球系统模型模拟结果，以评估在不同全球变暖水平下，野火对陆地碳汇的影响。研究人员分析了野火对植被覆盖、净生物量生产力（Net Biome Productivity, NBP）和剩余碳预算（Remaining carbon budget）的影响。JULES-INFERNO 是一个用于模拟陆地生态系统与大气之间相互作用的复杂计算机模型，特别关注火灾对生态系统的影响。图1 GFED地区在1.5°C和2.0°C下燃烧面积百分比变化。GFED Regions 指的是全球火灾排放数据库（Global Fire Emissions Database, GFED）所划分的全球15个区域，用于监测和分析全球范围内的火灾活动和相关排放。这些区域的划分主要基于植被类型和火灾发生的频率和强度。研究发现，1）当全球升温幅度达到工业化前水平以上1.07℃时，野火就开始对全球碳储存产生显著影响。这意味着，野火已经在降低陆地碳汇的有效性方面发挥着重要作用。图2 工业化前1.5°C以上时树木覆盖率的变化和火灾等效影响的温度2）与之前的估计相比，考虑野火的影响后，将全球升温幅度限制在1.5℃的剩余碳预算减少了250亿吨二氧化碳（约5%），而将升温幅度限制在2℃的剩余碳预算则减少了640亿吨二氧化碳（约5%）。3）研究表明，在1.5℃的全球升温幅度下，虽然一些高纬度地区和刚果盆地的森林覆盖率有所增加，但南美洲和亚洲的热带地区森林覆盖率却有所下降。这是因为高温和二氧化碳浓度升高会加剧热带地区的干旱和野火，导致森林退化。4）研究人员发现，在一些极端年份，由于野火的增加，南美洲和北美洲温带地区可能会从碳汇转变为碳源。这是因为野火不仅会释放大量的二氧化碳，还会导致森林退化，降低生态系统的碳吸收能力。图3 按温度和累积NBP随时间变化的有火和无火NBP。NBP指的是“净生物群系生产力” (Net Biome Productivity)， 是指一个生态系统（或 biome，生物群系）在一定时间内，从大气中吸收的二氧化碳量与通过呼吸作用和分解作用释放的二氧化碳量之间的差值。
这项研究表明野火可能会对全球碳循环产生比我们之前认为的更大的影响。为了避免气候变化带来的最坏影响，我们需要立即采取行动减少温室气体排放，并加强对野火风险的管理。这项研究提醒我们，气候变化是一个复杂的问题，需要我们采取综合性的措施来应对。仅仅依靠减少温室气体排放是不够的，我们还需要采取措施来提高生态系统的适应能力，并降低气候变化带来的风险。参考文献：Burton, C.A., Kelley, D.I., Burke, E. et al. Fire weakens land carbon sinks before 1.5 °C. Nat. Geosci. (2024). https://doi.org/10.1038/s41561-024-01554-7
本文由"地刊速览"创作，转载请在文章开头醒目位置标注"本文来源：地刊速览"。
样品袋, 地质锤, 硬度笔, 记录本, 放大镜
地刊速览专注科普，尝试用最通俗的语言，对地球科学前沿进行科普式的介绍，一方面希望对地球科学研究人员有所帮助，另一方面向非地学背景人员展示地学之美。
