气候与人为因素如何左右野火动态？中高纬度地区研究揭示关键机制

《Agricultural and Forest Meteorology》：Multifactorial interactions contribute to contrasting wildfire trends at mid–high latitudes of the Northern Hemisphere

来自中国的研究人员为探究野火驱动因素的相互作用，分析 1982 - 2018 年中高纬度野火动态，发现可燃性、燃料、人为点火影响显著，有助于野火管理与理解碳循环。

　　野火是陆地生态系统中不可或缺的自然干扰因素，在调节生态系统结构、功能和生物多样性，以及影响全球能量传递和碳循环方面发挥着关键作用。然而，野火同时也是全球最常见的自然灾害之一，会带来巨大的社会经济和人类健康风险，造成严重的空气污染和生态破坏。过去三十年，卫星监测到的全球每年火烧面积（BA）约为 312 万平方千米，生物质燃烧的年碳排放量约为 2.2Pg C。受气候变化影响，全球火灾风险迅速上升，全球火灾天气季节延长了 18.7%，极端火灾天气天数增加了 14.0% 。但 1998 - 2015 年，卫星监测的全球火烧面积却显著下降了 24.3±8.8%。火灾风险上升和火烧面积下降的矛盾趋势引发广泛关注，明确造成这种矛盾的潜在原因迫在眉睫。

野火是多种因素在不同时空尺度相互作用的结果。“火生态三角” 理论指出，外部驱动因素（气候、植被和人类）通过控制可燃性（flammability）、燃料可利用性（fuel availability）和点火条件（ignition conditions）影响野火动态。尽管对野火与驱动因素的关系已有大量研究，但全面阐释野火驱动因素间的复杂相互作用仍颇具挑战。

在过去二十年，尽管全球火烧面积整体呈下降趋势，但不同陆地生态系统的野火趋势在变化方向和幅度上存在差异。近期研究显示，2001 - 2019 年，全球火烧面积下降 27%，这主要是非洲热带稀树草原和温带草原火烧面积减少所致，而一些温带森林生态区和高纬度森林的火烧面积却增加了约 50% 甚至更多。此前研究表明，全球变暖以及人为防火措施的加强是导致局部野火趋势偏离全球趋势的主要因素。不过，气候和人类驱动因素之间如何相互作用导致野火趋势差异，目前仍知之甚少。

21 世纪的前二十年，全球地表温度相比 1985 - 1900 年升高了 0.99（0.84 - 1.10）°C，北半球中高纬度地区（30°N - 90°N）的升温幅度约为南半球相应纬度和全球平均升温幅度的两倍。中高纬度地区是生物质燃烧变化最为显著的热点区域，野火对全球变暖、植被动态变化和人类活动尤为敏感。该地区生态系统储存了全球 50% 以上的生物碳和近 30% 的土壤碳，而野火是碳排放的核心过程。

基于此，研究人员分析了 1982 - 2018 年中高纬度地区野火变化及其空间异质性。依据火生态三角理论，通过引入潜在变量，量化了野火与气候、植被、人类活动以及非时变因素之间的相互作用，对野火动态差异进行归因分析。研究发现，中高纬度地区野火在生态区域内和区域间呈现出相反的变化趋势。温度驱动的可燃性变化是野火的主要驱动因素，燃料和人为点火的影响程度相近。在燃料丰富的森林中，温度升高导致可燃性增加，进而使野火呈增加趋势；而在干旱的温带草原，可燃性增加的同时，水分亏缺导致燃料减少，使得野火呈减少趋势。此外，在高纬度生态系统中，自然和人为点火的增加会使野火增多；但在人口密集地区，人类活动的加强抑制了野火发生，导致野火趋势下降。这些结果表明，可燃性对野火趋势的影响因燃料条件而异，人为点火由于人类活动强度和方向的不同，对野火趋势产生了两极化的影响。这些相互作用导致了野火趋势的差异，意味着气候变暖和人类活动将加剧野火动态的差异。该研究增进了对长期野火趋势的理解，有助于探索气候变化下的陆地碳循环，为野火管理实践提供了支持。