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近年来，北美森林火烧面积快速增长，引发诸多疑问。研究人员利用北美树木年轮火疤网络（NAFSN）等开展研究，发现当代森林仍存在火赤字，且近年大火并非史无前例。该研究为森林管理和政策制定提供重要依据。
在过去，北美许多森林和林地野火频发。但从 19 世纪末 20 世纪初开始，由于传统用火方式被破坏、牲畜放牧以及对野火的积极扑救等原因，野火活动大幅减少。近几十年，北美多地野火面积又有所增加，部分年份火烧面积异常高。这就引发了一系列问题：当前的火灾情况与历史上的相比，是存在火盈余还是火赤字？近年来的大火年份是否前所未有的严重？这些问题对于森林管理者和政策制定者至关重要，因为他们需要依据准确的信息来保护家园、管理森林资源、维护生态平衡。
为了解答这些疑问，来自美国农业部森林服务局、美国地质调查局、加拿大森林服务局等多个机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Nature Communications》上，具有重要的科学价值和现实意义。
研究人员利用北美树木年轮火疤网络（NAFSN）这一独特的资源，该网络包含超过 1800 个火疤位点，涵盖多种森林类型，能够提供多世纪以来每年的火灾发生信息。同时，结合当代火灾边界数据，对历史（1600 - 1880 年）和当代（1984 - 2022 年）的火灾活动进行对比分析。
在研究过程中，主要运用了以下关键技术方法：一是对树木年轮火疤数据的处理，通过对火疤位点树木的年轮进行分析，依据标准的树木年代学方法确定火灾发生年份；二是获取当代火灾边界数据，从加拿大和美国的相关数据库获取不同年份的火灾边界数据，尽管部分小火灾数据有所缺失，但对整体研究影响较小。
研究结果主要体现在以下几个方面：
- 整体火赤字情况：总体而言，当代火灾（1984 - 2022）烧毁 NAFSN 位点的频率低于历史参考时期（1880 年前）。基于历史火疤记录，1984 - 2022 年 NAFSN 位点预计应烧毁 4346 次，但实际仅烧毁 989 次，仅为历史火灾制度下预期次数的 23%。除了泰加（Taiga）和哈德逊平原生态区出现火盈余外，其他生态区均存在显著的火赤字13。
- 近年大火的历史对比：与历史参考时期相比，近年来火灾活动特别广泛的年份并非史无前例。例如，2020 年是当代火烧 NAFSN 位点比例最高的一年，为 6%，远低于历史上火灾最广泛的 1748 年（29%），且与历史时期每年平均 6% 的火烧比例相同。通过对六边形网格（hexels）的分析也得到类似结果，表明当代大火年份在历史上也有类似情况发生2。
- 非火灾年份的对比：当代非火灾年份的发生率显著高于历史时期。在所有 NAFSN 位点和大多数生态区，当代非火灾年份的发生率是历史时期的数倍甚至超过 100 倍。这意味着在当代，很多年份没有火灾发生，而在历史上这种情况相对较少4。
研究结论和讨论部分指出，尽管近年来北美森林火烧面积有所增加，但火赤字在许多森林和林地生态系统中仍然显著存在。当代火灾发生情况与历史水平相比仍有较大差距，即便经历了多个 “创纪录” 的大火年份，整体火灾活动仍远低于历史时期。虽然近年大火年份在火烧范围上并非前所未有的严重，但在火灾严重度（如树木死亡率和土壤损害）、引发的森林生态系统转变以及对人类的影响等方面，可能是前所未有的。
这种火赤字的持续存在对森林生态系统和人类社会产生了深远影响。一方面，火赤字导致森林燃料积累，树冠密度增加，改变了森林的结构和组成，使得森林生态系统更加脆弱。另一方面，当代火灾的高严重度对人类生命、基础设施、空气质量和社区造成了巨大危害。而且，随着野火 - 城市界面（WUI）的迅速扩张、当代社区对野火适应能力不足以及燃料、天气和气候等因素的共同作用，野火对人类社会的威胁日益加剧。
然而，研究也为森林管理带来了希望。部分地区通过实施频繁的规定火烧（prescribed fire）等措施，成功恢复了接近历史水平的火灾制度，取得了降低高严重度火灾风险、改善水文功能和增强生物多样性等积极成果。这表明，通过合理的火灾管理策略，能够在一定程度上缓解火赤字带来的负面影响，提高森林和社区对火灾的适应能力和恢复能力。
这项研究为理解北美森林火灾制度的变化提供了多世纪的视角，对于森林管理者和政策制定者制定科学合理的火灾管理策略具有重要的指导意义。它提醒人们，在面对气候变化和不断变化的火灾形势时，需要采取积极主动的措施，加强火灾管理，以实现森林生态系统的可持续发展和人类社会的安全稳定。
