氣候變化背景下，森林恢復能力正在降低

2018 年 11 月，美國加利福尼亞州經歷了歷史上最嚴重的山火，其中北部山火「坎普」過火面積超過 620 平方公里，造成 85 人死亡，近 300 人失聯。隨後該地區又遭遇了暴雨。

山火原本是自然過程的一部分，但是有研究發現，在全球氣候變化的背景下，頻繁山火過後，森林生態系統的恢復能力降低。加州的氣候條件也將為山火發生創造有利條件。在這樣嚴峻的形勢下，科學家呼籲建立全球性的山火監測系統，實時收集數據，從而有效應對。

圖片來源：Pixabay

撰文 老六

編輯 戚譯引

山火原本是自然過程的一部分，適當山火會促進森林代謝（例如枯落物養分的歸還），也會促進一些物種的生存和更新以及一些松科植物種子的萌發。所以，由於其特有的生態效益和功能，適當的山火是有益的，所導致的生態系統破壞可以迅速恢復。

樹木更新能力是判斷山火過後森林生態系統恢復能力的重要表徵。樹木更新成功與否主要取決於溫度和乾旱脅迫對樹木苗期和幼樹期的影響。有研究發現，山火和山火過後的乾旱氣候交互作用效應會降低針葉林的再生長能力，可能會減緩森林生態系統恢復能力，進而會逐漸導致森林生態系統向耐受力強的灌木和草地生態系統或者優勢樹種轉變。

在全球升溫、乾旱和極端天氣影響下，增加的山火活動事件與這些因素交互作用給生態系統影響帶來了的極大不確定性。近些年，有些科學家發現，在氣候變化的背景下，頻繁山火過後，森林生態系統的恢復能力降低。Stevens-Rumann 等對近幾十年美國洛杉磯山脈 52 起山火事件 1485 樣點的數據進行了分析，並以山火後樹木更新能力作為森林恢復的關鍵表徵，探索了氣候變化下山火過後影響樹木更新能力的主要因素，以及樹木更新失敗的影響機制。

這項研究發現，相比 20 世紀，在 21 世紀山火過後樹木更新能力顯著降低，而且不利的環境條件會延長林木的更新，或使森林類型向低密度的森林或非森林覆蓋植被類型轉變。在研究的時間段內，年內氣候條件呈更加溫暖和乾旱的趨勢。其中，相比 1985~1999 年期間，2000~2015 期間年內降水缺乏十分明顯，這不利於山火過後樹木再生長，進而降低了苗木的密度和樹木更新的成功率。Stevens-Rumann 等也認為，主要氣候因素變化造成森林生態系統密度和範圍的降低，這對當前和未來森林生態系統服務功能會產生重要的影響。

UCLA 氣候科學家預測，在本世紀末，加州將經歷更多數量的極端降水和極端乾旱的季節性天氣。例如，經歷了 2012-2016 年多年乾旱，加州在 2016-2017 年冬季期間迅速經歷極端降水事件，並發生了洪澇災害。根據專家預測，加州年內降水變化未來可能還會呈現相似的變化，即年內的大部分降水主要集中於當年 12 月至次年 3 月期間。加州地區屬於地中海氣候區，生態系統極易受到極端乾旱和極端降水天氣之間急劇轉換的影響。這樣的降水模式變化將使加州冬季變得更加濕潤，其它季節更加乾燥，這無疑將為未來山火發生創造了有利的條件。

在氣候變化的背景下，如何了解和應對山火發生成為當前亟待解決的焦點問題。David Bowman 認為，如果讓人類在易發生山火區域附近生活，就需要一個全球系統實時收集山火動態變化的數據，這樣才能做出有效的應對策略。衛星圖片應用為研究和了解山火活動提供了有利的支持。衛星圖片分析表明，過去 18 年山火活動導致燒毀森林總面積已經降低，然而實際上，這主要是由於人為將部分易燃森林用地改為農田用地所造成的。另外，雲層和森林的冠層也會遮擋山火，導致衛星圖片上的不易識別，這說明預測山火的活動需要大量現場數據和氣象數據配合。

當前，可以提供山火活動數據的國家極少，而且可提供的數據的年份極為有限，這也成為當前山火研究所面臨的重大挑戰。因此 David Bowman 認為，倡導全球性監測對理解山火影響機制和減少山火的損害極為重要。

參考鏈接和文獻：

1. Camille S. Stevens-Rumann, Kerry B. Kemp,3 Philip E. Higuera, Brian J. Harvey, Monica T. Rother, Daniel C. Donato, Penelope Morgan and Thomas T. Veblen. Evidence for declining forest resilience to wildfires under climate change.Ecology Letter, 2018, 21, 243-252.

2. https://www.sciencemag.org/news/2017/12/ecosystems-could-once-bounce-back-wildfires-now-they-re-being-wiped-out-good

3. Daniel L. Swain?, Baird Langenbrunner, J. David Neelin and Alex Hall. Increasing precipitation volatility in twenty-first century California. Nature climate change, 2018, 8, 427-433.

4. http://newsroom.ucla.edu/releases/california-extreme-climate-future-ucla-study

6. http://www.xinhuanet.com/world/2018-11/26/c_1123768308.htm

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