加拿大林火中心的數(shù)據(jù)顯示，該國今年已發(fā)生近3500起森林火災(zāi)。截至7月5日，加拿大森林過火面積已達(dá)8.8萬平方公里，持續(xù)破歷史紀(jì)錄;加拿大全國仍有670處火場在燃燒，其中半數(shù)以上處于失控狀態(tài)。
“我們團(tuán)隊(duì)估算，截至7月5日今年加拿大森林火災(zāi)帶來的二氧化碳排放量已超7.24億噸，而加拿大2021全年與能源相關(guān)的二氧化碳排放量為5.46億噸。”中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所(以下簡稱沈陽生態(tài)所)研究員劉志華告訴《中國科學(xué)報(bào)》。
劉志華主要從事森林火災(zāi)研究，他認(rèn)為，由于厄爾尼諾帶來的氣候異常，加拿大7月預(yù)計(jì)將持續(xù)目前的高溫、干旱等極端天氣，如果沒有更強(qiáng)有力的滅火措施，加拿大林火面積很可能持續(xù)增長，二氧化碳釋放量還將繼續(xù)攀升。
加拿大魁北克省森林火焰沿著野火邊緣向上蔓延。圖片來源：CBS
加拿大的森林“火”了
今年5月以來，加拿大林火持續(xù)蔓延，引起國際社會(huì)廣泛關(guān)注。
7月6日，加拿大自然資源部預(yù)測，由于高溫和干旱，森林火情將持續(xù)整個(gè)夏天。目前，加拿大所有省份都有地區(qū)遭遇干旱，一些地區(qū)的旱情正在加劇。加拿大原住民服務(wù)局也在當(dāng)天發(fā)消息稱，該國今年的森林火災(zāi)季比以往都更嚴(yán)重、更具破壞性，全國共有45個(gè)原住民社區(qū)受到影響。
另據(jù)加拿大國內(nèi)媒體報(bào)道，加拿大今年因森林火災(zāi)已疏散超過15.5萬人，創(chuàng)歷史紀(jì)錄。
劉志華介紹，每年5～10月為加拿大林火活躍期。全球氣候變化導(dǎo)致今年北美天氣持續(xù)高溫，其中春季加拿大部分省份氣溫較往年同期高10～15攝氏度;再加上加拿大寒帶森林可燃物積累過多等特征，異常炎熱干燥的氣候增加了林火發(fā)生頻率和強(qiáng)度。
“6月中旬，加拿大林火帶來的煙霧已隨大氣環(huán)流波及歐洲沿海，甚至到達(dá)約7000公里以外的西班牙。”劉志華表示，林火燃燒產(chǎn)生的煙霧對北美以及歐洲造成嚴(yán)重空氣污染。
“加拿大林火排放的大量污染物包括黑炭、硝酸鹽等，受風(fēng)向影響可以傳輸?shù)胶苓h(yuǎn)的地方，整個(gè)北美都將受到影響，這些污染物還可以通過大西洋西風(fēng)帶直接影響到歐洲。”中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員王自發(fā)向《中國科學(xué)報(bào)》做了進(jìn)一步解釋，他主要從事地球系統(tǒng)模式研究。
林火碳排放量“超”了
根據(jù)現(xiàn)有研究，計(jì)算林火碳排放量的方法主要有排放因子法、遙感觀測法、模型模擬法和監(jiān)測反演法。
王自發(fā)介紹，排放因子法需要根據(jù)過火的面積、區(qū)域植被密度、森林的結(jié)構(gòu)、燃燒比例、以及不同森林組分的含碳量來計(jì)算;監(jiān)測反演法需要根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)計(jì)算排放多少二氧化碳，然后根據(jù)周邊數(shù)據(jù)的差異反推出到底擴(kuò)散了多大范圍。
“雖然這些方法各有千秋，但過火面積比重、過火區(qū)域植被密度目前尚不能準(zhǔn)確掌握，另外森林結(jié)構(gòu)、燃燒比例也是不一樣的。”王自發(fā)說，用不同方法進(jìn)行估算存在一定差異。
為此，中國科學(xué)院組織專家進(jìn)行綜合會(huì)商研判，最終選取了沈陽生態(tài)所開發(fā)的“模型模擬+遙感觀測”估算方法。
加拿大火燒面積的累計(jì)圖。劉志華供圖
“該方法的基本原理是基于遙感逐日觀測到的火燒面積等數(shù)據(jù)，計(jì)算林火碳排放強(qiáng)度，模擬得出林火累計(jì)碳排放量，較好地兼顧了時(shí)效性和準(zhǔn)確性。”劉志華告訴記者。
“利用上述方法，我們估算出截至7月5日加拿大今年森林火災(zāi)帶來的二氧化碳排放量已超7.24億噸，高于國際權(quán)威機(jī)構(gòu)哥白尼大氣監(jiān)測服務(wù)的測算值約7%。”劉志華說。
全球碳計(jì)劃2022年發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，加拿大、德國2021全年與能源相關(guān)的二氧化碳排放量分別為5.46億噸和6.74億噸，其中，德國居全球第七位。
“長期以來，林火對森林生態(tài)系統(tǒng)的影響相對穩(wěn)定。”劉志華解釋道，因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)火燒后可以在一定時(shí)間內(nèi)恢復(fù)，林火帶來的碳排放影響在一段時(shí)間內(nèi)可以被重新吸收。
為什么今年加拿大林火備受關(guān)注?“在氣候變暖背景下，全球森林火情形勢嚴(yán)峻，森林火災(zāi)頻繁發(fā)生，加拿大蔓延的林火帶來的碳排放影響可能需要更長時(shí)間才能得到恢復(fù)。”劉志華表示，林火已成為不容忽視的碳排放源。
“據(jù)有關(guān)研究，2021年北美和歐亞大陸高緯度林火向大氣中釋放近17.6億噸二氧化碳。這一數(shù)字比2000～2020年同區(qū)域林火的年均二氧化碳排放量高1.5倍。”劉志華預(yù)計(jì)，2023年很可能達(dá)到新高。此外，高緯度地區(qū)林火將加速永久凍土層中碳的集中釋放，進(jìn)一步加速全球變暖。
如何才能預(yù)防森林火災(zāi)
歷史數(shù)據(jù)顯示，自21世紀(jì)以來，隨著氣候變暖加劇以及人類活動(dòng)影響，林火發(fā)生規(guī)模和頻次呈擴(kuò)增趨勢。
近年來，極端森林火災(zāi)事件頻發(fā)，包括2019年亞馬遜林火、2019～2020年澳大利亞林火、2022年西伯利亞林火和今年加拿大林火等。
“林火如何才能得到有效控制呢?”面對記者的提問，劉志華說，“主要控制手段是早發(fā)現(xiàn)早滅火，一旦火勢蔓延，轉(zhuǎn)化為樹冠火，是很難控制的。”
劉志華介紹，森林火災(zāi)通?？煞譃榈乇砘稹涔诨鸷偷叵禄鹑?。其中，地表火燃燒的是林地表面的枯枝落葉以及雜草灌木，屬于低強(qiáng)度火。具有超強(qiáng)破壞力的通常為高強(qiáng)度的樹冠火，可以燒毀森林、燒死大多數(shù)或全部動(dòng)植物及微生物。
“雖然森林火災(zāi)很難控制，但是可以采取有效手段預(yù)防林火發(fā)生。”沈陽生態(tài)所所長朱教君長期從事森林生態(tài)學(xué)研究，他告訴《中國科學(xué)報(bào)》，“如果林內(nèi)可燃物減少到一定程度，或含水量足夠高，林火很難燒起來。因此，在林火高發(fā)地，應(yīng)積極控制林內(nèi)可燃物，比如將可能引發(fā)林火的可燃物及時(shí)移除，用以生產(chǎn)不易分解的生物炭，既可減少火災(zāi)，又可增加碳匯。”
朱教君認(rèn)為，樹種不同，抵抗或引發(fā)林火的可能性也不同。因此，可以考慮調(diào)整森林的樹種組成，形成具有抵抗林火的森林帶，構(gòu)筑天然的“綠色防火道”。
盡管面臨自然因素和社會(huì)因素疊加的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，在多方共同努力下，我國森林草原防火工作仍取得長足發(fā)展，火災(zāi)綜合防控能力顯著提升。國家森林草原防滅火指揮部辦公室主任、國家林業(yè)和草原局副局長張永利以森林火災(zāi)為例介紹，2021年、2022年連續(xù)兩年火災(zāi)起數(shù)和受害森林面積持續(xù)保持在歷史性低位。
近日，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于全面加強(qiáng)新形勢下森林草原防滅火工作的意見》明確提出“預(yù)防為主、防救結(jié)合”，體現(xiàn)了黨中央、國務(wù)院化解重大森林草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)、全力維護(hù)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和生態(tài)安全的決心。
朱教君建議，針對極端林火預(yù)測和防控的世界性難題，應(yīng)組織科研人員進(jìn)一步研究構(gòu)建我國森林林火風(fēng)險(xiǎn)識別、預(yù)警預(yù)測和防控技術(shù)體系，并加強(qiáng)林火過程碳排放研究，建立更加科學(xué)、全面、自主可控的碳核算體系。
