11月17日，在厄瓜多尔昆卡，消防员进行灭火作业

文/赵杰 岳超

编辑/胡艳芬

　　亚马孙雨林正接近气候临界点的边缘——就在《联合国气候变化框架公约》第二十九次缔约方大会（COP29）开幕前夕，英国《新科学家》周刊刊登有关亚马孙雨林的相关研究，以及亚马孙保护组织的结论，指出“亚马孙正在（碳）汇和（碳排放）源之间徘徊”。

　　亚马孙雨林被称为“地球之肺”，在全球气候调节、碳汇、生物多样性等多方面地位举足轻重。但提供卫星成像的Planet Labs公司和非营利组织亚马孙保护组织，利用新技术绘制的2013年至2022年雨林碳排放图显示，亚马孙雨林已被推向“临界点”的边缘，它将成为二氧化碳的净排放源，并加速气候变化。

　　巴西圣保罗大学的Carlos Nobre说：“如果把毁林、森林退化和野火造成的碳排放量加在一起，亚马孙雨林清除碳的能力现在已经非常小了。”

　　10月底，一个国际研究团队在美国《科学》杂志发表论文说，2001年至2023年间，全球由森林野火产生的二氧化碳排放量激增了60%。在一些对气候十分敏感的北方森林，排放量几乎增加了两倍。

　　全球气候变暖导致火灾容易发生的天气越来越多，加剧了野火的严重程度；而野火规模扩大、发生周期缩短又导致森林退化，碳汇能力减弱，甚至释放更多温室气体，从而进一步加剧了全球气候变暖。可怕的是，这已形成一个“死循环”。

　　最新消息是，南美洲西北部国家厄瓜多尔仍有17处森林大火在蔓延，全国自11月18日开始进入为期60天的紧急状态，自11月1日以来，厄瓜多尔已有逾1700万平方米植被被烧毁。此时，COP29仍在进行中，亚马孙雨林和厄瓜多尔森林火灾似在追问：如何能跳出气候变暖和极端森林大火的“死循环”？

气候变暖导致森林野火周期缩短

　　温室气体排放造成的气候变暖，正导致全球范围内森林野火周期显著缩短。而且，越来越多的野火发生在气候较为干旱的盛夏之末，导致野火强度显著增加，野火的破坏进一步加大，带来的碳排放和气候风险也显著增加。

　　总体上，全球气候变暖背景下，大气温度升高、降水更加不稳定，风和闪电的模式也随之变化，极端干旱事件发生更为频繁，导致全球极端森林野火发生的风险不断增加。

　　具体来说，随着气温升高，大气对水分的容纳能力随之增大，然而陆地和海洋表面水分蒸发的增加却滞后于大气水分容纳能力的增加，导致空气相对而言更干，因此气候变暖导致世界很多地方的气象条件变得更易着火，极端火险天气频率也随之增加。此外，气候变化通过增加降水变率和改变降水结构，导致某些地区遭受严重干旱，土壤和植被湿度降低，进一步增加了极端大火发生的风险。

　　全球变暖还改变了风和闪电的模式，特别是温带地区大气层中，闪电数量增加显著增加了野火发生风险和威胁。极端热浪和干旱事件的频率和强度增加，导致野火的发生频率、严重程度及火灾季的持续时间都在增长。

　　这些因素共同作用，使得全球范围内极端大火发生更加频繁，并且单次森林野火事件的持续时间也更长、燃烧面积更大——由于地广人稀，在加拿大、美国和澳大利亚，单次林火事件的过火面积在最近半个世纪间实现翻倍甚至增长3倍。预计到2030年，全球极端火灾事件将增加14%，到2050年底增加30%，到本世纪末增加50%。

　　受气候变暖影响，近年来世界各地极端森林大火频发。例如，印度尼西亚在2006年和2015年遭受史上罕见的森林火灾；巴西在2010年和2019年经历了创纪录的森林大火；2019年至2020年澳大利亚丛林大火更是造成灾难性后果，烧毁了超过18万平方千米土地，导致约10亿只动物死亡，对当地生态系统造成了难以估量的破坏；2023年，加拿大遭遇历史罕见森林大火，过火面积18.5万平方千米，产生的温室气体排放量是2022年加拿大全国化石燃料排放量的4倍。

极端森林大火影响气候变化

　　植被野火通常指未计划的、不受控的、以陆地植被中所含有的有机物为燃烧载体的火。植被野火历史悠久，地球上陆生植物起源后很快就出现了野火。野火的发生依赖于经典的“野火三角”模型：就微观燃烧机理而言，火的发生需要可燃物、热源以及氧气；就火行为而言，取决于可燃物、天气和地形条件；就宏观上的野火特征而言，取决于植被条件、气候和着火源。

　　森林野火是森林生态系统最重要的干扰因素之一。从热带、温带到寒带，所有森林类型都受到野火的干扰。由于森林生长旺盛，树木所含生物量高，林下草本、枯死木和枯枝落叶构成的地表可燃物多，通常，有合适的气象条件和着火源就可能发生森林野火。

　　伴随着大量可燃物的燃烧，森林野火向大气排放大量的二氧化碳、甲烷、黑碳、气溶胶以及其他痕量气体（大气中浓度低于十万分之一的粒子，它影响着全球大气环境和气候变化）。其中，二氧化碳和甲烷是导致全球变暖的重要温室气体；黑碳可以吸收太阳辐射，同样导致变暖；而气溶胶会散射太阳辐射并延长云团的寿命，具有致冷作用。森林野火就是通过上述机制来影响气候变化的。

　　极端森林大火对全球生态和气候系统的影响深远而严重。就单位面积而言，极端大火展现出更高的燃烧强度，其燃烧过程释放出更多的二氧化碳，导致大气二氧化碳浓度增加，加剧全球变暖。

　　极端大火导致更高的树木死亡率，蒸散发和地表反照率的降低更加显著，从而加剧火后地表的暖化效应。而且，极端大火对夏季地表温度的升高具有长期放大效应，影响可能持续数十年。

　　此外，随着地表暖化加剧以及土壤湿度降低，火后森林的恢复和树种组成也会受到影响，可能导致火后森林更新失败。同时，温度升高可能加速冻土层退化和其中的有机质分解，释放更多的温室气体，进一步推动全球变暖。

　　这一机制可能导致一个恶性循环：气候变暖导致极端大火更加频繁，大火又释放出更多温室气体并加剧火后地表暖化，进一步加剧气候变暖。这种恶性循环不仅削弱了森林作为碳汇的生态系统服务功能，还可能导致森林生态系统永久性退化，使得全球变暖趋势更加难以逆转。

野火也是生态系统的必然一环

　　当我们研究极端森林大火对气候的影响时，也要理解森林野火对于生态系统而言，也有存在的必然性和必要性。人类需要在科学看待森林野火的基础上，探索应对野火的正确方式。

　　森林野火影响着森林的更新和演替。例如，北美高纬度地区森林的顶级群落通常是冷杉、云杉等常绿针叶林，覆盖在地表的大量针叶起到隔热和导水的作用，帮助维持了低温湿润的地表环境，因此在一般条件下这些针叶林不容易着火。然而，如果发生长时间的干旱，在闪电等着火源的作用下，森林野火就会发生。

　　野火过后，地表的枯落物层由于燃烧变薄，甚至无机土壤也会裸露出来。裸露的无机土壤有助于种子萌发，因此通常是野火过后，苔藓、草本植物会在火后数年内占据地表，之后是灌木，然后是杨树、桦树等阔叶林。由于针叶树种耐阴，通常针叶树苗会在阔叶树下慢慢生长起来，逐渐将阔叶树竞争掉，并且阔叶树的寿命通常也比针叶树短。这样，整个生态系统就再次回到火烧之前的状态，等待着下一次野火事件发生。

　　在这个循环里，野火成了自然界维持生态系统健康和动态平衡的必要组成部分。甚至有些针叶树的种子被厚厚的油脂包裹，这些油脂在遇火时熔化，种子才得以释放出来，从而萌发再生——这也是森林适应野火产生的结果。

　　研究发现，在野火周期比较稳定的条件下，野火所排放的二氧化碳等温室气体会通过火后森林更新和再生而再次被森林吸收。那么从一个长周期来说，在稳定的气候条件和野火周期下，森林野火是一种自然现象，并不会形成额外的气候变暖效应。但是，一旦野火周期受气候变暖影响变得越来越短、野火强度越来越大、产生的碳排放也越来越多，野火就会产生额外的气候变暖效应。

中国：有成就也有挑战

　　中国在防灭火管理方面已经形成一套完整的工作体系，这一体系在预防管理、责任分工与落实、应急扑救、保障建设等方面都表现出高效性。自1987年大兴安岭特大森林火灾发生以来，中国的防灭火政策效果显著，全国森林草原火灾主要指标呈显著下降态势，稳控在历史低位。

　　过去60年来，中国森林野火的总过火面积和单次林火事件大小均大幅度下降。与1953至1987年相比，1988至2021年年均总过火面积和单次林火事件大小分别减少了92.5%和80.7%。

　　然而，在全球气候变暖大背景下，中国林火管理同样面临日益严峻的挑战，包括极端森林大火的发生概率也在不断增加。尤其是在东北地区，林下可燃物的积累是导致火灾风险增加的一个重要因素，问题表现尤为突出。

　　长期防火管理导致东北地区林下枯落物积累过多，不仅增加了极端森林大火的发生风险，枯落物过厚还影响到种子的萌发，森林难以更新。此外，东北地区气候和地形的特殊性，使得森林火灾的防控和扑救工作面临更多困难，如力量输送难、综合保障难、灭火行动难、掌控态势难等“四难”问题。

　　这些挑战要求林火管理要采取更加科学、精准的措施，除了加强林火监测预警、提高森林消防指挥培训、优化综合灭火方法、提升航空灭火技战术以及加强跨部门协作等以外，还要更注重如防火道、蓄水池、停机坪等方面基础设施建设，从而全面、综合提高整体火灾防控和应急响应能力。

　　（赵杰系临沂大学讲师；岳超系西北农林科技大学研究员。9月25日，国际学术期刊《自然》在线发表了岳超领衔的团队题为《极端森林大火加剧火后地表暖化》的研究成果。该研究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。赵杰为第一作者，岳超为通讯作者。）