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8.8萬平方公里，持續(xù)破歷史紀錄;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)。
“我們團隊估算，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《中國科學報》。
劉志華主要從事森林火災(zāi)研究，他認為，由于厄爾尼諾帶來的氣候異常，加拿大7月預(yù)計將持續(xù)目前的高溫、干旱等極端天氣，如果沒有更強有力的滅火措施，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)局也在當天發(fā)消息稱，該國今年的森林火災(zāi)季比以往都更嚴重、更具破壞性，全國共有45個原住民社區(qū)受到影響。
另據(jù)加拿大國內(nèi)媒體報道，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，受風向影響可以傳輸?shù)胶苓h的地方，整個北美都將受到影響，這些污染物還可以通過大西洋西風帶直接影響到歐洲。”中國科學院大氣物理研究所研究員王自發(fā)向《中國科學報》做了進一步解釋，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算;監(jiān)測反演法需要根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)計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，用不同方法進行估算存在一定差異。
為此，中國科學院組織專家進行綜合會商研判，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)，計算林火碳排放強度，模擬得出林火累計碳排放量，較好地兼顧了時效性和準確性。”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，因為生態(tài)系統(tǒng)火燒后可以在一定時間內(nèi)恢復(fù)，林火帶來的碳排放影響在一段時間內(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，2023年很可能達到新高。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世紀以來，隨著氣候變暖加劇以及人類活動影響，林火發(fā)生規(guī)模和頻次呈擴增趨勢。
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)通常可分為地表火、樹冠火和地下火三類。其中，地表火燃燒的是林地表面的枯枝落葉以及雜草灌木，屬于低強度火。具有超強破壞力的通常為高強度的樹冠火，可以燒毀森林、燒死大多數(shù)或全部動植物及微生物。
“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)學研究，他告訴《中國科學報》，“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因素疊加的嚴峻挑戰(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)風險、全力維護人民群眾生命財產(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)組織科研人員進一步研究構(gòu)建我國森林林火風險識別、預(yù)警預(yù)測和防控技術(shù)體系，并加強林火過程碳排放研究，建立更加科學、全面、自主可控的碳核算體系。
